红外图像实时处理系统设计一种算法的研究

随着红外焦平面技术的发展,红外热像仪广泛应用于多种领域。本文简要介绍了几种实用的红外图像处理算法,并采用320×240焦平面探测器,结合现有的红外图像处理技术研制而成红外图像实时处理系统。所采用的处理算法能够达到实时性要求,并取得了较好的效果。     

红外热成像技术中的红外焦平面阵列的研究

微机电系统(MEMS)推动了红外焦平面阵列(FPA)技术的发展,使红外热像仪的性能和精度得到了很大的提高.红外焦平面阵列按照其工作原理、结构形式、制冷方式和成像方式的不同分为各种类型,比较并分析了各类型红外焦平面阵列间的不同点和各自特点.着重介绍了红外焦平面阵列技术最新研究热点中的光量子类红外焦平面阵列和双色、多色红外焦平面阵列,以及近些年它们在国内外最新的研究成果.最后讨论了红外焦平面阵列技术的发展趋势.     

非制冷红外热成像系统图像算法评估技术

非制冷焦平面的非均匀性和噪声是限制非制冷红外热成像系统性能的主要因素,图像处理是非制冷红外热成像系统的关键技术之一.研制了非制冷红外热成像系统的图像算法评估系统,系统由高温黑体、低温黑体、红外光学系统、焦平面驱动电路、热电温控电路、信号处理系统、计算机和评估软件等构成,利用该系统可以将微测辐射热计非制冷红外焦平面各像元的输出信号数字化后传输给计算机,实现对焦平面的非均匀测试,同时可以通过软件对各种图像处理算法的效果进行分析和评估,为非制冷红外热成像的图像处理算法的选择提供依据,文中给出了实验结果.     

焦平面制冷红外热像仪信号处理系统设计

随着焦平面制冷阵列(IRFPA)红外探测器制造工艺的日益成熟,制冷热像仪以其成像质量好,分辨率高等特点在军事、公安、监控等领域有着广泛的应用前景。采用法国SOFRADIR320×256焦平面制冷中波红外探测器,与FPGA、高速DSP和现代图像处理技术相结合构成实时红外成像及处理系统。分析了与红外热像仪成像质量密切相关的红外信号处理系统关键技术和实现方法,详细描述了实时非均匀性校正、图像采集、直方图均衡等算法以及在系统设计中应注意的问题。     

基于CPLD的红外焦平面阵列驱动电路设计与实现

给出了一种384×288非致冷红外焦平面阵列(UFPA)驱动电路的设计方法.在分析红外焦平面阵列工作原理的基础上,设计了红外焦平面阵列的驱动电压和时序电路,并对驱动时序信号进行了仿真和验证.实验结果表明,该驱动电路能够正确驱动出红外视频信号,可以满足实际红外热成像系统的工作需求.     

虚拟仪器在128×128热释电IRFPA联调及成像中的应用

本文介绍了128×128热释电红外焦平面阵列的联调及成像实验系统。虚拟仪器技术的应用,为非制冷红外焦平面成像器件的研制和开发提供了一种成本低、方便灵活的实验验证手段和方法。实验获取了清楚的红外热像,为热释电红外焦平面阵列的进一步研制和改进奠定了良好基础。     

数字微镜阵列红外动态景象模拟器的研制

红外动态景象模拟器为红外半实物仿真系统提供动态目标和背景,是半实物仿真系统的核心技术之一.介绍了基于数字微镜阵列研制的红外动态景象模拟器的组成、工作原理和技术指标.描述了数字微镜阵列红外动态景象模拟器的4大关键技术,即红外图像转换技术,红外图像转换器的同步调制驱动技术,红外光学耦合技术和红外热像逼真度修正技术.分析了红外图像转换器同步与不同步驱动对图像采集的影响.给出了经研制的数字微镜阵列景象模拟器产生、红外热像仪获取的红外图像.实验结果表明:该模拟可广泛应用于红外成像探测系统的仿真、测试和标定.     

基于SOPC的红外探测器设计

红外焦平面阵列探测器具有灵敏感度高、探测性能强、能够获得物体更多的表面信息以及更高的帧速率等优点,正成为红外热成像技术中的主流器件.而非制冷红外焦平面阵列探测器由于其体积小,重量轻,成本低,更是被大量产品采用[2].在实际应用中,由于材料,工艺方面的原因,会导致红外探测器输出的原始信号出现非均匀性和盲点等问题[1],严重影响了成像质量,因此在图像输出之前需要对原始信号进行相应的处理.本文先讨论红外成像主要面对的问题及处理方法,再给出一个红外热像仪的设计.     

红外热成像系统的采集与驱动电路设计

高精度采集电路是构成高精度红外热像仪的重要组成部分.在简单介绍红外热成像系统基本原理的基础上,给出了用法国ULIS公司的384×288元非致冷红外焦平面阵列探测器设计的红外成像系统的硬件构成.该系统采用CPLD复杂可编程逻辑器件作为采集与驱动时序电路的核心控制芯片,以VSP2566作为采集芯片,把探测器输出的模拟信号转...     

基于DSP的红外焦平面阵列非均匀性校正技术

红外焦平面成像系统是红外成像技术发展的趋势，焦平面阵列的非均匀性校正技术是一项正在探索的关键技术。在分析了红外成像系统非均匀性的产生机理及表现特征的基础上，介绍了红外焦平面阵列非均匀性校正的基本方法；基于TMS320C62x DSP为核心的系统硬件平台，采用两点多段的方法，完成了红外图像非均匀性的实时校正；最后给出了实验结果，验证了本系统能够满足红外焦平面成像系统的要求，具有实时性好、实用性强的特点。     

New real-time image processing system for IRFPA

Infraredfocal plane array(IRFPA) is a kind of infra-red detector array whichis sensitive toinfraredradiationandintegrated with signal processing circuits .The IRF-PAi maging systemhas advantages of si mple configura-tion,high reliability,high sensitivity …     

红外成像制导技术发展现状与展望

随着信号处理、半导体技术的飞速发展,近几年红外成像制导技术取得了长足的进展.为了对该领域相关技术进行总结,为未来的研究工作提供参考,首先介绍了红外成像制导技术的概念,分析了红外光学系统、红外焦平面探测器以及图像处理等红外成像制导中的关键技术的发展现状.参考国内外红外成像制导领域的发展趋势,结合作者多年从事可见光、红外成像制导技术研究积累的经验以及对该领域关键技术的理解,预测了未来红外成像制导技术的发展方向.     

红外焦平面成像系统动态范围自适应技术研究

针对目前一些红外焦平面阵列(IRFPA)成像系统动态范围较小的问题,分析比较了国内外在系统动态范围扩展方面的研究及其优缺点,介绍了通过自适应调节系统积分时间的工作方式来调整动态范围的方法。包括3个方面的内容：采用对获得图像进行特征判断的方法获取调整依据;结合LMS自适应滤波技术给出了调整算法;由于积分时间的变化会对系统非均匀性产生影响,结合两点校正法提出了一种简单可行的非均匀性问题的解决方案。最后,对整体方案进行了实验验证,通过实验证明了自适应动态范围调整方法的可行性,并获得了较好的效果,成像质量有明显提高。     

高精度红外焦平面成像实时处理系统

介绍了一种实时红外焦平面成像处理系统的原理、结构及特点.系统采用FPGA DSP的结构,由DSP进行非均匀性校正等高层算法,而由FPGA完成系统的时序逻辑设计和图像增强等低层算法.给出了实验结果,验证了本系统能够满足实时红外焦平面成像系统的要求,具有高速、高精度、大容量及灵活性强等特点.     

红外焦平面非均匀性校正算法研究与实现

红外焦平面阵列的非均匀性噪声是制约红外成像质量的主要因素。非均匀性校正是红外焦平面器件应用的一个关键技术，虽然现在已经提出多种基于场景的非均匀性校正方法，但是两点校正法因其实时性好，具有实用价值。文中讨论了两点校正法，并分别提出了利用查找表法和用CPLD实现焦平面探测器非均匀性校正的方案。     

基于线列红外探测器的图像增强算法研究

针对线列红外探测器扫描成像特点,提出了一种基于平台直方图统计的红外图像增强算法。仿真结果表明,该算法能够校正扫描型热像仪由盲、闪元引起的黑白道,提高图像的对比度,修正全局灰度等级,锐化图像中的边缘细节,对扫描成像系统的红外图像具有较好的增强效果。     

红外焦平面阵列性能参数测试系统

基于虚拟仪器技术开发了红外焦平面阵列( IRFPA)性能参数测试系统。该系统可采 集IRFPA动态数据,得到IRFPA在不同情况下的各像元响应情况,从而测试计算出IRFPA主要性能参数,进行器件的评估;对采集数据的统计分析,能准确判断盲元位置和数量,定量地测量非均匀性,以测试分析结果为依据进行红外成像图像的补偿和校准,得到了清晰的成像效果。     

红外热像仪成像评估系统设计

红外热像仪在军民应用领域发展迅速。如何客观地评价红外热像仪成像效果,为红外热像仪成像性能提供定量的数学描述,同时也为研究红外成像系统的图像清晰度、目标探测距离和目标跟踪性能提供支撑依据,成为必须要解决的问题。本文提出的红外热像仪成像评估(质量评价)系统具有红外图像数据采集与处理功能,配合红外成像评估的靶标系统（由黑体、辐射靶标控制台、准直光学系统、数显精密转台组成）进行红外图像数据测试评估。设计了图像评估的主要性能指标,并提出了数学模型及其实现的步骤,其中包括图像不均匀性(Non-uniformity,NU)、信号传递函数(Signal Transfer Function, SiTF)、噪声等效温差（Noise Equivalent Temperature Difference, NETD）、角线性度（Angular Linearity, AL）、目标成像定位角误差（Target Imaging Positioning Angle Error, TIPAE）等主要评价技术指标。测试结果表明,该系统的性能非常优越,成为红外热像仪研制过程中必备的调试、测试设备。     

动态红外图像的建模与仿真技术

讨论了红外场景的动态图像建模与仿真技术，由于目标、背景、大气状态的复杂性，红外图像建模与仿真的难度很大。首先介绍了在SGI工作站环境下，红外图像序列建模和仿真软件的设计思想、实现方法和软件框架。然后分析各种辐射对成像的影响，给出辐射计算公式，分别就无源和有源场景进行了分析，提出无源场景温度的求解方法，说明了场景模型、大气传输模型和材料的物理特性对红外成像的作用。最后给出了建模与仿真的一些实例和综合评价。     

工业气体泄漏红外成像检测及差分光谱滤波检测方法研究

以石油天然气为代表的工业气体已深入到人们生活和生产过程中,工业气体泄漏成为当前工业生产、交通运输等领域发生重大灾害的现象之一,同时甲烷排放也成为我国“碳排放”达标战略目标的主要指标,快速有效的气体泄漏检测技术和仪器成为当今国内外研究的重点。随着近年来非制冷红外焦平面探测器性能的提高,其低成本、长寿命和高可靠性能满足工业气体泄漏红外成像检测昼夜连续工作的应用需要,并发展出多种气体泄漏红外成像检测模式。在分析不同工业气体泄漏红外成像检测模式的基础上,设计并研制了基于差分光谱滤波的工业气体泄漏红外成像检测实验系统,分析提出了五个需要重点研究的视频图像处理方法,给出了相关的处理模型或典型处理示例。试验结果表明该成像检测模式具有较高的灵敏度,是一种有效的气体泄漏红外成像检测技术。