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由于制造工艺和环境等因素的影响，红外焦平面阵列器件的不同探测单元在同一均匀入射辐射下，其输出信号的响应幅度不同，即红外焦平面阵列响应的非均匀性问题。常用的非均匀性校正方法主要有两类：基于红外参考辐射源定标的校正算法和基于场景的自适应校正算法。在实际应用中，普遍采用的是基于红外参考辐射源定标的校正方法。但是，采用参考辐射源定标的校正方法校正的红外图像，由于受到红外焦平面阵列时间响应不一致性的影响，在长时间工作时，背景中逐渐出现细胞状条纹和块状斑纹，导致图像质量的下降。
本文对红外焦平面阵列器件非均匀性的定义和来源进行了探讨，在采用基于参考辐射源定标的两点校正法对红外图像进行校正的基础上，提出了一种基于灰度统计的方法，修正红外焦平面阵列器件受时间响应的不一致性的影响。该方法通过提取红外图像的噪声均匀区域，确定细胞状和块状斑纹的位置，并予以修正，从而改善了红外图像质量。在基于DSP+FPGA的高速数字信号处理系统上完成了基于参考辐射源定标的两点校正法的设计和调试，并在此基础上实现了基于灰度统计的改善红外图像质量的方法，并对该系统中各个模块的功能及电路实现进行了详细的阐述，给出了相应的结构框图。