赵正辉[1]2010年在《基于ARM+FPGA的红外热像仪的研究》文中研究表明随着红外热成像技术的不断发展和应用,红外热像仪在军事和民用方面越来越体现出独特的优势,表现出巨大的市场潜力和应用前景。但是由于目前红外焦平面阵列(IRFPA)探测器发展的限制,红外热像仪的成像效果还不够理想,同时也导致了整套系统成本较高等原因,影响了红外热像仪在实际应用中的应用效果。因此研制一套高效实用的、功能模块化的红外图像实时处理系统具有重大的现实意义和经济价值。本课题在对红外热像仪图像噪声、对比度等特征进行分析的基础上,以提高红外热像仪的图像质量和增强系统的实时性为出发点,结合已有的图像处理算法,设计和完成了一套模块化的实时红外图像处理系统。本课题完成的主要工作包括:(1)阅读了大量的参考文献,根据红外热像仪高速数据采集、传输、处理的实时性要求,搭建了基于ARM+FPGA的模块化硬件平台。(2)完成了FPGA处理模块、ARM控制模块的电路原理图设计、高速电路板的布局布线和抗干扰设计,并对调试过程中遇到的问题进行了分析和总结。(3)深入研究了红外图像处理的传统算法,采用非线性拟合校正的方法,扩展了校正范围,提升了非均匀性校正的校正精度;针对噪声去除的中值滤波算法进行了改进,同时采用分段线性变换的方法,在人机交互模式下灵活设置红外图像的背景、过渡区和目标的阈值对图像增强处理,并在FPGA上采用硬件的方法,实现了非均匀校正、伪彩变换等图像处理的软件算法。(4)完成了Windows CE操作系统在ARM主控模块上的定制和移植,并实现了矩阵键盘驱动程序和红外热像仪图形化界面等相关应用程序的开发。(5)成功调试了处理模块和主控模块的双口RAM通信,完成了具有精确测温,高分辨率伪彩显示,人机友好界面等多功能的实时红外热像仪的设计。与传统的红外热像仪相比,该系统利用FPGA硬件固有的并行性和独特的查表体系来执行红外图像处理的算法,实现了软件算法硬件化,保证了系统实时性的要求;整套装置采用模块化的设计模式,具有移植性较强,移动便携等优点;广泛适应于夜视监控,红外测温,无损检测等应用领域。
董仙虹[2]2011年在《通用型非制冷红外热像仪数字图像处理系统设计》文中提出随着现代非制冷红外成像技术的快速发展,非制冷红外热像仪在民用和军用方面都得到了广泛的应用。但由于红外成像器件本身和探测环境的影响,其成像的效果并不理想,没有完全发挥红外成像器件的优势。故在实际应用中,需要对所获得的红外图像进行必要的处理,使其更适于人眼观察,为后续工作奠定良好的基础。本文从非制冷红外热成像系统的基本理论入手,对红外图像的特点进行了分析,并以此为前提,讨论了红外图像的常用的空间域增强算法和阈值分割算法。其中重点根据红外图像的特点对灰度直方图规定化、Canny边缘检测和Otsu阈值分割等算法进行了改进,得到较好的视觉效果。本文验证了红外图像处理算法的有效性,设计出针对通用型非制冷红外热像仪的数字图像处理系统,该系统可以正常工作,图像处理的效果较为理想。
傅平[3]2000年在《适用小型化红外热像仪的图像处理技术研究》文中研究说明本文分别从模拟和数字两方面介绍了适合红外图像处理的几种方法，主要包括相关双取样、背景对消、直方图均衡和直方图映射算法等。在小型化方面，采用FPGA作为数字图像处理算法实现的核心器件，使热像仪具有体积小，功耗低，可靠性高的特点，为设计新一代小型热像仪提供一种可以借鉴的方法。
傅江涛[4]2004年在《红外热像仪CRT/LCD显示器驱动电路的研究》文中进行了进一步梳理本课题是枪械瞄具红外热像仪整机系统的一个组成部分。由于整个系统搭载平台的小型要求，系统的总体占用空间就要更小，而本论文的显示驱动电路部分作为红外热像仪的组成模块之一，就更加有功能齐全，体积轻巧的必要。通过调研，针对4SG1Y43高亮度显示器的驱动电路不仅价格昂贵，而且体积笨重，因此为适应整个系统的实用性，设计开发了此套特型显示驱动电路。 本文对红外热像仪的各个组成部分包括光学部分，电气部分以及显示部分给予了详细地介绍，并深入分析了影响图像质量的因素，针对这些因素设计和完成了一套完整的红外热图像小型CRT显示系统。此套显示系统在继承了传统经典的电路基础之上，充分考虑了整机系统的体积和功耗，在某些电路环节做了改进和优化，在器件的选择上也以小型和降低功耗为指导思想。并提出了设计小型LCD显示系统的不同方案。并给出了最为重要的行场扫描时序产生程序。对于小型CRT显示系统的不同电路模块给予了设计，分析和调试的结果。同时，提出了设计小型LCD显示系统的具体方案和实施途径。总结了系统的设计和调试经验，对调试时遇到的一些问题进行了详细、深入的分析。
邓涛[5]2010年在《基于USB2.0的非制冷红外热像仪图像处理系统》文中研究表明USB(Universal Series Bus,通用串行总线)总线技术凭借其即插即用、易于扩展、占用系统资源少及480Mbps的理论传输速度得到了广泛的应用。本文简要介绍了非制冷红外成像技术,根据非制冷红外热像仪输出图像的特点搭建一个小型化、低成本、模块化、易维护的图像采集传输平台。在分析比较常用总线及USB2.0总线在传输速率、兼容性、占用资源等特点的基础上,根据USB的系统结构、数据传输类型、物理连接、电源、事务处理和差错控制等几个方面的特性,完成了基于Cypress EZ_USB FX2 68013芯片的图像采集传输平台的搭建,根据68013芯片的特点采用了SLAVE FIFO(从属FIFO)工作模式。完成了接口电路的原理图,讨论了固件框架和驱动制作的过程,并用C语言完成了固件的开发。使用USB总线技术能够满足非制冷红外热像仪输出图像的采集和传输要求。
聂伟珍[6]2006年在《基于OMAP的非制冷焦平面红外热像仪设计》文中研究指明红外检测技术以其特有的非接触、实时快速、形象直观、准确度高等优点,在军民两用技术中有着越来越广泛的应用。非制冷微辐射热计型红外焦平面阵列技术的发展,使得红外系统可以实现价格低、体积小、重量轻、可便携化,极大地推动了红外系统在各领域中的广泛应用。OMAP5910是TI公司推出的ARM+DSP双核芯片,具有低功耗高性能的特点。在此之上,本文提出了基于OMAP的非制冷焦平面红外热像仪设计方案。 本论文先介绍了非制冷红外焦平面热像仪国内外发展现状,阐述了微测辐射热计红外焦平面阵列基本结构和工作原理,并介绍了ML073焦平面探测器的构成原理。然后介绍了核心芯片OMAP5910的结构特点,详细介绍了它的ARM、DSP子系统以及之间的通讯机制。之后介绍了基于OMAP5910平台构建嵌入式系统的整体方案,包括:硬件的总体结构和子系统的功能规划,嵌入式Linux操作系统的相关开发,基于Qt/Embedded的应用程序开发,和基于DSP Gateway的ARM和DSP的通讯机制的实现。最后,本文对系统的结构和性能做了总结,并提出了改进完善的建议。
王天涵[7]2009年在《高性能红外热像仪电源研究》文中研究说明中波凝视型制冷热成像系统具有分辨率高,重量轻,输入电压低,帧率高等优点,对国防建设和国民生活均有着非常重要的意义。近几年国内在中波凝视型红外热像仪的研究上投入了很多资金,希望能够有所突破,赶上西方国家,达到世界水平。本文根据中波凝视型红外探测器的需要,设计并研制了低噪声、高性能的系统电源,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,分析了中波凝视型红外热成像系统的优点、应用场合。在此基础上介绍了电磁兼容性基本原理以及电源完整性的问题,在理论上对电源噪声的关键问题——同步开关噪声进行了分析,以电源完整性和电源应用技术的选取为着眼点,得出热成像系统中电源设计的理论依据。然后,本文以高性能、低噪声设计为出发点,设计并研制了中波凝视型红外热像仪的系统电源,为前端模拟电路和后端图像处理电路提供了多路稳定的低噪声恒流源和数字电源,并就系统电源的PCB设计问题进行了讨论,并最终得到了低噪声的测试结果。最后,对红外热像仪电源系统的研究工作做了总结,指出了不足之处,希望能对今后的研究提供参考。
罗玉梅, 简献忠, 裴云天[8]2005年在《MCT1024红外热像仪的研制》文中研究说明介绍了一种基于USB2.0实现对MCT1024热像仪高速采集系统的总体设计思想。用CPLD实现MCT1024探测器和FIFO时序控制驱动电路、奇偶数据整合,采用FIFO作为数据缓存,达到了系统小型化设计的目的。研制了一台MCT1024热像仪。野外成像表明,该系统达到了设计要求。
董琳[9]2012年在《红外与CMOS融合的乳癌检测仪研究》文中提出乳腺癌是在女性人群中最常见的肿瘤疾病。无论是在欧美等发达国家还是发展中国家,调查显示乳腺癌发病率居女性恶性肿瘤之首,并且发病率呈逐年上升趋势。在乳腺癌影像学检查方法中,红外热成像技术以其高温度分辨率,低成本优势成为乳癌检查特别是早期大规模筛查的有效手段。红外线热成像乳癌检测仪原理主要是利用癌症组织的温度与其周围正常组织有0.5-2摄氏度的温差,可以通过高精度热像仪对人体的温度精确测量来发现这些病变组织。红外热成像技术作为一种非侵入式,无损检查,具有较好的医学应用前景。因此本文将以研究红外热成像技术为基础设计一款基于红外与可见光图像融合的乳癌检测仪。围绕这一目标,主要开展了以下四部分的工作：首先,对融合系统应用与医学检查的可行性和理论基础进行了广泛的调研分析。从红外辐射测温理论入手,建立了测温模型,对热像仪测量温度与被测物体表面温度关系进行了研究。在此理论研究的基础上,进一步推导了人体内部肿瘤与皮肤表面温度的关系式,具有很大的实际应用价值。其次,自主研发了一种基于FPGA的高分辨率彩色图像采集成像系统,结合红外热像仪进行图像数据融合基本完成了红外和可见光CMOS图像融合的乳癌检测仪系统搭建。再次,完善了红外热像仪的测温功能,利用红外热像仪采集了黑体的原始12位图像数据对热像仪进行标定,提高了热像仪的测温精度,实现了融合系统的红外测温功能。最后,在硬件系统的基础上,对采集的图像进行处理,提出了自适应阈值红外图像伪彩色处理方法,处理后的红外图像与可见光图像进行匹配,可以很快识别可疑区域(ROI)。整体系统改进达到了预期的、令人满意的效果。
黄竹邻[10]2005年在《非致冷红外图像DSP实时处理系统》文中认为基于非致冷红外热成像技术的探测器以其功耗低,重量轻,体积紧凑,且开机预热时间短和成本低等优点倍受国内外关注。由它组成的非致冷成像系统无需机械扫描机构,室温工作(不需致冷),从而使非致冷红外热像仪实现了小型化、便携化,并具有可靠性高和使用寿命长的特点,系统成本比致冷型热像仪降低近一到两个数量级。红外焦平面技术的应用涉及各个领域,从跟踪、制导、夜视、遥感等军事领域,已逐渐进入民用市场,例如,应用于天文探测,安全防范、消防、产业测温、医疗检测等方面。我国非致冷焦平面阵列技术虽已取得初步进展,但对非致冷热像仪的研究仍处在起步阶段,研制具有优秀的成像质量和智能化的热像仪,是未来热成像装置发展的方向。本文深入研究了红外焦平面阵列的结构、工作原理及红外成像实现过程,重点剖析了红外热像仪的各个组成部件及功能; 在掌握了整个红外系统中信号的流程后,提出了基于DSP的红外焦平面热图像视频数字处理电路的设计方案和NTSC/PAL视频制式转换实现电路; 利用两点校正算法进行非均匀性校正。作者的主要工作内容如下:(1)针对热图像处理的技术指标要求,完成并实现了基于DSP 的非致冷红外热图像实时处理系统的输入接口、图像处理核心模块、输出接口和时序设计。(2)详细分析了NTSC 和PAL 视频制式同步信号的差异,研制了NTSC/PAL 视频制式转换电路,解决了国际间热像视频技术交流障碍的难题。(3)系统介绍了红外焦平面非均匀性产生的原因,讨论了目前常用的几种校正算法并给出其数学模型,编写了基于C 语言的两点非均匀性校正程序,并在DSP 非致冷红外热图像实时处理平台上调试成功,明显提高了热图像的成像质量。本课题的设计都简便、易行,具有广泛的应用前景,并为非致冷热图像处理系统的进一步探索奠定了坚实的基础。
参考文献：
[1]. 基于ARM+FPGA的红外热像仪的研究[D]. 赵正辉. 武汉纺织大学. 2010
[2]. 通用型非制冷红外热像仪数字图像处理系统设计[D]. 董仙虹. 西安电子科技大学. 2011
[3]. 适用小型化红外热像仪的图像处理技术研究[D]. 傅平. 电子科技大学. 2000
[4]. 红外热像仪CRT/LCD显示器驱动电路的研究[D]. 傅江涛. 南京理工大学. 2004
[5]. 基于USB2.0的非制冷红外热像仪图像处理系统[D]. 邓涛. 西安电子科技大学. 2010
[6]. 基于OMAP的非制冷焦平面红外热像仪设计[D]. 聂伟珍. 浙江大学. 2006
[7]. 高性能红外热像仪电源研究[D]. 王天涵. 南京理工大学. 2009
[8]. MCT1024红外热像仪的研制[C]. 罗玉梅, 简献忠, 裴云天. 第三届全国信息获取与处理学术会议论文集. 2005
[9]. 红外与CMOS融合的乳癌检测仪研究[D]. 董琳. 南京理工大学. 2012
[10]. 非致冷红外图像DSP实时处理系统[D]. 黄竹邻. 华中科技大学. 2005