초점면 배열 온도 변화에 강인한 적외선 카메라의 불균일보정기법 연구

박진호¹^{, *} ; 박성현² ; 유연덕² ; 김홍락¹

1LIG넥스원 미사일시스템 탐색기연구소 수석연구원
2LIG넥스원 미사일시스템 탐색기연구소 선임연구원

A Study on Non-uniformity Correction for lnfrared Cameras Robust to Focal Plane Arrays Temperature Variations

Jin-Ho Park¹^{, *} ; Sunghyun Park² ; Yeondeok Yoo² ; Hong-Rak Kim¹

1Chief research engineer, Missile System RF & IIR SEEKER R&D Lab, LIG Nex1
2Research engineer, Missile System RF & IIR SEEKER R&D Lab, LIG Nex1

Correspondence to: ^*Jin-Ho Park Missile System RF & IIR SEEKER R&D Lab, LIG Nex1 207, Mabuk-ro, Giheung-gu, Yongin-si, Gyeonggi-do, Republic of Korea Tel: +82-31-326-9208 Fax: +82-31-326-9007 E-mail: jhpark80@lignex1.com

초록

적외선 카메라에서 출력되는 영상 신호는 여러 원인에 의해 불균일한 특성을 가지며, 불균일보정을 통해 영상의 품질을 향상시킬 수 있다. 가장 일반적으로 사용되는 기법으로 2점 보정법은 균일한 두 온도원을 이용해 검출기 각 소자의 불균일한 특성을 보상해주는 방법으로 offset 변화에 매우 민감하다. 만약 냉각형 적외선 검출기를 적용한 카메라의 초점면 배열 온도가 변화하면 검출기 내부에서 발생하는 암전류의 크기 변화를 야기시키며 이는 각 픽셀의 offset 변화를 유발해 적외선 영상의 균일도를 저하시킨다. 본 논문에서는 초점면 배열 온도 변화에도 영상의 균일도를 유지하는 불균일보정기법을 제안하였고 실제 카메라에 탑재하여 실험을 통해 성능을 검증하였다.

Abstract

Infrared camera output signals exhibit non-uniform characteristics due to various factors, and image quality can be enhanced through non-uniformity correction. The most popular method is the two-point correction method, which compensates for non-uniformity detector element properties by using two uniform temperature sources. However, this method is highly sensitive to offset variations. In cooled infrared detector cameras, fluctuations in the focal plane array(FPA) temperature alter the magnitude of the dark current generated within the detector, leading to offset changes in each pixel and consequently degrading image uniformity. In this paper, we propose a non-uniformity correction method that maintains image uniformity even under FPA temperature fluctuations. The proposed method was implemented in an actual camera system, and its performance was experimentally verified.

Keywords:

Infrared Camera, Infrared Detector, Focal Plane Arrays, Non-uniformity Correction, Dark Current

키워드:

적외선 카메라, 적외선 검출기, 초점면 배열, 불균일보정, 암전류

Acknowledgments

이 논문은 2025년도 한국해군과학기술학회 하계학술대회 발표 논문임.

References

Park, J.-H., Park, S., Yoo, Y., Kim, H.-R., “A Study on Output Simulations of MWIR Camera Depending on Window Temperatures,” Journal of the KNST, Vol. 7, No. 3, pp. 321-326. [https://doi.org/10.31818/jknst.2024.9.7.3.321]
Helfrich, R. W., “Programmable Compensation Technique for Staring Arrays,” Proceedings of SPIE, Vol. 178, 1979, pp. 110-121.
Shkedy, L., Amir, O., Calahorra, Z., Oiknine-Schlesinger, J., and Szafranek, I., “Temperature Dependence of Spatial Noise in InSb Focal Plane Arrays,” Proceedings of SPIE, Vol. 4028, 2000, pp. 481-488. [https://doi.org/10.1117/12.391762]