Implementacja algorytmów korekcji niejednorodności matryc detektorów mikrobolometrycznych w układzie FPGA

W artykule przedstawiono realizację sprzętową algorytmów korekcji niejednorodności odpowiedzi detektorów w matrycach mikrobolometrycznych. Opisano dwie podstawowe metody kalibracyjne: jednopunktową (OPC) i dwupunktową (TPC). Na podstawie danych pomiarowych matrycy mikrobolometrycznej firmy ULIS wyznaczono współczynniki korekcyjne oraz odpowiedź matrycy zawierającą stały wzorzec szumu (FPN). Do wykonania sprzętowej korekcji niejednorodności użyto zestawu uruchomieniowego DSP Development Kit Stratix II Edition (Altera). W wyniku implementacji algorytmu TPC uzyskano maksymalną wartość niejednorodności resztkowej (RNU) 0,15 % w zakresie temperatury od 273 K do 343 K. W przypadku korekcji jednopunktowej maksymalna wartość RNU była ponad 3 razy większa dla tego samego zakresu temperatury.

In this paper the hardware implementation of response nonuniformity correction (NUC) algorithms of microbolometer focal plane arrays (FPAs) is presented. Two basic calibration methods: one-point correction (OPC) and two-point correction (TPC) are described. The NUC coefficients and FPA response containing fixed pattern noise have been evaluated on the basis of measurement data of the ULIS microbolometer FPA. The DSP Development Kit Stratix II Edition (Altera) has been used to perform the hardware NUC. As a result of TPC algorithm implementation, we have obtained the residual nonuniformity (RNU) of 0.15 % (max.) in temperature range from 273 K to 343 K. In case of OPC implementation the RNU maximum value was over three times higher at the same temperature range.