基于288x4红外焦平面热成像系统盲元补偿的研究

基于288x4红外焦平面热成像系统盲元补偿的研究

范宏波[1]2002年在《基于288x4红外焦平面热成像系统盲元补偿的研究》文中研究指明本课题的研究目的是为了解决288x4红外焦平面热成像系统中存在的严重影响成像质量的盲元问题,是二代红外热成像系统电子处理学的一个核心技术。课题包含了叁方面的内容,首先是针对图像采集卡获得的原始红外图像,在计算机上对该静止图像的盲元检测算法和盲元补偿算法进行模拟,其中检测算法中由于条件限制只对基于场景的检测算法进行了模拟,而补偿算法的模拟比较全面,完成了相邻元替代算法和相邻元加权插值算法的模拟,并给出了经过补偿后的图像,然后比较了不同算法的效果和效率,找出适合硬件算法实现的有效的检测和补偿方法。该模拟算法程序采用VisualC++6.0面向对象的可视化语言编写,可以作为进一步的红外图像处理软件的核心结构;其次,构建了基于先进的数字电路设计技术——FPGA技术的硬件处理平台,该硬件处理平台由担当数字算法实现和逻辑控制的10万门级的XVC-100E和电视帧存储器构成,结构简单但是却可完成复杂的数字图像处理和系统逻辑控制,为整个二代系统的完善提供了有利的条件;第叁、采用目前先进的硬件描述语言VHDL完成了盲元检测和盲元补偿的硬件算法设计,试验结果达到预期设计目的,对实际景物的红外热成像像质平滑效果与国外同类型热成像仪的成像效果相当。 在论文的末尾提出了改进的意见和进一步研究的建议。

姬皓婷[2]2004年在《红外图像非均匀性参数测试与校正系统研究》文中进行了进一步梳理本文主要致力于红外非均匀性测试系统的设计与实现。文章首先分析了红外成像系统非均匀性产生的原因及表现特征,从目前存在的几种非均匀性校正方法中选择两点法作为测试和校正依据。在仔细分析了凝视型和扫描型热像仪的成像特点及BMP图像的文件格式之后,采用Visual Basic语言设计了基于Win32平台的红外非均匀性测试系统。系统能够针对扫描型和凝视型热像仪图像非均匀性的不同特点进行实时测试,可在界面清楚地获得各行各列非均匀性程度,增益校正系数和偏移校正系数。本文还在系统中加入了校正仿真部分,可以利用测试系统计算出的增益和偏移校正系数,快速进行两点法校正,并可在界面上形象直观地将校正后的图像显示出来。 本文的另外一大特点是给出了盲元补偿的计算机编程简化算法,将盲元的各种特殊位置的判断处理大大缩减,取得了很好的效果。

冯洁[3]2007年在《扫描型热像仪读出驱动和系统电源研究》文中认为扫描型制冷热成像系统具有MTF性能好、噪声低、成像质量好、信噪比高的优点,对国防建设有着非常重要的意义。近几年国内在扫描型红外热像仪的研究上投入了很多资金,希望在扫描型热像仪上能够有所突破,赶上西方国家,达到世界水平。本文在扫描型热像仪的基本理论和信号完整性分析的基础上,设计并研制了低噪声、高性能的读出驱动和系统电源,取得了比较好的效果。论文首先简单回顾了红外热成像技术的现状和发展状况,分析了扫描型红外热成像系统的优点、应用场合,并将此与当前比较热门的凝视型红外热成像系统相比较,作出了一定的展望。本文以低噪声、高精度为出发点,设计并研制了扫描型热像仪读出驱动电路。包括模拟信号采集通路、偏置电压的生成、控制时序和马达控制时序的生成。根据扫描型红外热成像系统各部分的要求,通过分析计算,设计了模拟信号采集通路,能够对从焦平面阵列输出的模拟信号进行放大、滤波、模数转换并送到计算机中以便后续处理;通过对焦平面阵列所需偏置电压的精度和纹波要求的分析和计算,采用高精度的多位D/A转换器结合抗干扰措施实现了读出驱动中高精度、低噪声的偏置电压;深入研究红外焦平面读出电路的成像原理,通过对主时钟和积分时间的计算和分析,采用目前应用广泛的可编程逻辑器件完成驱动控制时序和马达控制时序的设计和实现,使焦平面探测器能正常工作。设计并研制了整个红外热成像系统的供电电源,包括为前端的模拟电路部分提供多路稳定、低噪声、大电流数字、模拟电源及高要求的恒流源,为后端图像处理电路提供稳定的数字电源,并对系统的电源完整性问题进行了探讨。最后,对红外热像仪读出驱动和系统电源的研究工作做一个总结,指出了不足之处,为进一步的改进打下基础。

刘晓玮[4]2013年在《扫描型热像仪扫描控制技术研究》文中研究表明热像仪扫描控制系统作为扫描型热像仪的核心部件,它的性能决定了整个热像仪系统的性能优劣。本文主要包括扫描控制系统组成原理,扫描控制伺服系统理论,扫描控制系统电路设计叁部分。扫描型热像仪扫描控制系统主要由扫描反射镜、扫描电机及扫描控制电路、角位置传感器及检测电路组成,文中探讨了各组成部分的工作机理和结构特点,定量分析了角度传感器输出电压与电机转角的控制关系,并根据电机转矩平衡和电枢电压平衡两大规律推导出扫描电机偏转角度与驱动电压之间的函数关系,建立了扫描电机的控制模型。开展伺服系统理论设计时,将扫描控制系统抽象为一个典型的位置随动控制系统,根据扫描电机的控制模型确定了位置反馈加电流反馈的双闭环负反馈控制结构。最后,根据扫描控制系统的理论模型,设计了扫描控制电路,并且完成了调试和验证,证明本课题设计的扫描控制系统达到了扫描型热像仪的各项性能要求,能够满足扫描型热像仪系统应用的需要。

郑瑞红[5]2003年在《基于场景的红外图像非均匀性校正》文中进行了进一步梳理本文首先分析了红外图像非均匀性的特征及其产生的原因,以及基于场景的红外图像非均匀性校正的意义。对目前较为成熟的几种非均匀性校正方法、特别是基于场景的非均匀性校正方法进行了研究、归纳与总结。针对目前大多数基于场景的算法只限于理论研究而缺乏实用性的特点,结合一代和二代扫描型热像仪非均匀性的不同表现,提出了叁种不需温度定标的校正算法,全局非均匀性校正、时域高通滤波、加权均值滤波算法。这叁种方法克服了现有的基于场景的算法普遍存在的局限性,具有原理简单,易于硬件实现的特点。本文在最后对这几种算法做了对比和分析,提出了它们各自的优点和适用范围。

参考文献:

[1]. 基于288x4红外焦平面热成像系统盲元补偿的研究[D]. 范宏波. 昆明理工大学. 2002

[2]. 红外图像非均匀性参数测试与校正系统研究[D]. 姬皓婷. 南京理工大学. 2004

[3]. 扫描型热像仪读出驱动和系统电源研究[D]. 冯洁. 南京理工大学. 2007

[4]. 扫描型热像仪扫描控制技术研究[D]. 刘晓玮. 西安工业大学. 2013

[5]. 基于场景的红外图像非均匀性校正[D]. 郑瑞红. 南京理工大学. 2003

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