雷述宇，邵士靖，谭 果



非制冷红外焦平面探测器噪声的频域分析

雷述宇，邵士靖，谭 果

（北方广微科技有限公司，陕西 西安 710065）

传统3D噪声模型将噪声分解为8个部分，使复杂的噪声现象变得容易理解，然而这个模型没有准确的噪声分离方法和物理机理阐述。因此提出一种改进的探测器噪声分离和量化方法：噪声频域分析方法。这种方法将多帧噪声数据在空间和时间上分离为11个部分，并通过仿真实验分析各部分噪声对成像画面影响的强弱顺序，同时指出了每部分噪声的物理机理。噪声频域分析为红外探测器建立了一个完整的噪声模型，对理解红外探测器噪声特性、产生机理，及有针对性地进行噪声处理指明了方向。

非制冷焦平面；红外探测器；空间噪声；时间噪声；噪声模型

0 引言

近年来，随着红外成像技术的飞速发展，非制冷红外焦平面探测器（uncooled infrared focal plane array，uncooled-IRFPA）已经成为第三代低成本红外探测器[1]，具有体积小、灵敏度高、性能稳定等优点，应用领域从最初的科学研究、军事科学，扩展到医疗、工业、防火防灾等各个民用领域。然而，与制冷型探测器相比，非制冷探测器的噪声比较大，所以相应的最小可辨温差和噪声等效温差等关键指标不如制冷型探测器，阻碍了非制冷探测器的进一步推广和应用。因此，研究非制冷探测器的噪声特性和产生来源就显得特别重要。

对于红外探测器，画面上除了目标以外的一切信息都可以统称为噪声。如果目标是均匀的，比如黑体，那么画面上扣除平均值后，所有信息都是噪声。……