Subpixel Reconstruction Algorithm in Staring FPA Nonuniform Microscan Imaging

For the nonuniform microscan system where the interframe translation is no longer equivalent to accurate halfpixel,a 2-dimension non-interpolated subpixel algorithm is proposed to consider arbitrary value of microscanning. The aim of the proposed algorithm is to restore double resolution from 2×2 undersampled frames. To solve the ill-posed problem in the process of image reconstruction,the prior boundary condition is introduced,and the proposed subpixel reconstruction algorithm is reformulated into the form of line-by-line backward propagation iteration for reducing the calculation complexity. Since the direction of movement offset relative to the accurate halfpixel determines the transfer matrix of the image degradation process,the reconstruction is classified into 4 types when 2×2 microscan model is applied. All the simulation results and experiment data demonstrate the double resolution improvement compared with the undersampled images. The focus problem,scarcely any possibility of the operation with accurate halfpixel micromotion,is figured out for enhancing the feasibility of subpixel reconstruction used in practice.     

一种基于双通道CMOS相机的低照度动态场景HDR融合方法

高动态范围成像技术能够全面有效反映场景信息,有利于在高动态范围场景下获得高质量的成像。但当前常用的基于单台相机的多次曝光融合方法在动态场景下易出现“鬼影”问题,基于多个传感器同时曝光的系统复杂且价格昂贵,基于单幅低动态范围图像的拓展方法易丢失欠曝光或过曝光区域的细节信息,且多用于较好的照明条件。针对低照度动态场景成像,研究了一种基于双通道低照度CMOS相机的高动态范围图像融合方法,对双通道CMOS相机采集低照度动态场景两幅不同曝光图像,依据累计直方图拓展原则分别进行动态范围拓展,并采用像素级融合方法对动态范围拓展的序列图像进行融合。实验表明,动态范围拓展融合方法可满足低照度动态场景下获取高动态范围图像的应用要求,获得更佳的成像质量。     

非制冷IRFPA像元结构与时空随机噪声的优化理论

非制冷红外焦平面探测器(Uncooled IRFPA)像元结构从单层结构向双层结构的发展降低了探测器噪声,提升了性能。介绍了像元的MEMS结构及主要物理参数,指出双层结构与单层结构的主要差异在于像元有效面积和桥臂热导的不同。三维噪声模型是对IRFPA噪声进行分析的有效手段,其中时空随机噪声是非制冷IRFPA最主要的噪声成份。分析了非制冷IRFPA时空随机噪声的产生机理,建立了时空随机噪声模型,得到时空随机噪声与像元有效面积和桥臂热导的关系。将某款单层像元结构探测器改进为双层像元结构并进行噪声测试,实测数据证明了非制冷IRFPA时空随机噪声模型的有效性。     

嵌入式警用枪支指纹识别系统

介绍了嵌入式指纹识别系统在警用枪支上的应用,围绕小体积,高性能,低功耗,实时性等要求在软硬件上给出了可行的设计方案.该系统采用新型传感器,高性能ARM处理器和实时操作系统Vxworks使得整个识别模块达到手枪上的应用要求,大大提高提供了警用手枪使用的安全性.     

红外目标隐身效果评价仿真软件设计

根据红外目标设计过程中对红外隐身效果评价的需求,设计开发了基于探测概率的红外目标隐身效果评价仿真软件。使用较为成熟的FLIR92模型,对红外目标设计过程中生成的三维目标热模型数据进行了等效温差处理,再利用二代焦平面热成像系统静态性能模型,仿真了不同系统参数下热成像系统的静态性能,结合探测概率模型估算出不同方向上目标被该红外成像系统发现、定向、识别、认清的距离,从目标探测的角度实现了对不同红外目标设计参数下红外隐身效果的评价。     

基于FPGA的IRFPA图像细节增强与动态压缩处理技术

红外焦平面探测器输出的模拟信号通常采用14 bit AD进行数字化,并进行后续处理,而常用的显示设备只能显示8 bit图像,于是最终显示需要对图像进行压缩,压缩过程直接影响显示效果。与之相关的图像细节增强和动态范围压缩技术亦是当前行业内重点研究的技术。基于已提出的一种细节增强和动态压缩算法,在以Xilinx公司的XC5VLX50T FPGA为核心处理器件的图像处理板上对算法进行了工程实现,算法完全在FPGA片内利用Verilog-HDL编写实现,不占用片外资源,片内占用资源适中,处理延时小于200μs。实际观测试验验证了算法以及实现手段的有效性。     

小波域结构相似度融合图像质量评价方法

针对融合图像质量评价问题,分析了图像质量评价与融合图像质量评价的关系,给出了融合图像质量评价方法的一般表达公式,指出构造实际并不存在的参考图像是解决融合图像质量评价问题的关键。在此基础上,基于空域结构相似度评价方法,对输入源图像和融合图像分别进行小波分解,利用输入源图像小波分解系数构造参考图像小波系数,然后根据人眼视觉敏感度带通特性对参考图像和融合图像的各小波频带进行加权,从而得到整幅图像的小波域结构相似度评价指标,利用目标可探测性、细节可分辨能力和图像整体舒适性构成主观评价指标分别和交互信息量、基于空域的结构相似度比较。实验结果表明,相比于传统的客观评价方法,提出的方法所得结果与主观评价结果的一致性更好。     

用于便携式热像仪的OMAP双核处理器触摸显示接口设计

便携式热像仪的触摸屏显示和操作模式是当前发展的重要方向之一。基于OMAP3530双核处理器,研制了一种带触摸屏的液晶显示接口设计的便携式热像仪,给出了处理器显示接口DSS(DisplaySubsystem)与触摸显示屏的接口硬件设计并完成了相应的驱动软件设计。通过对DSS中图像通道和输出路径的配置,实现触摸液晶屏作为显示和操控接口以显示处理后的红外图像和提供更直观、方便的操控输入。接口设计简便、实用,且能进行灵活的自定制,在手持、车载夜视等领域具有广阔的应用前景。     

红外场景仿真技术发展综述

红外场景仿真技术在军事领域具有广泛的应用前景。介绍了红外场景仿真的3个阶段:数据准备、辐射计算和后处理;对各阶段的工作内容和实现途径做了简单说明。按照红外场景仿真技术的发展趋势,分析了国外在各发展阶段的主要工作,介绍了国内红外场景仿真概况及笔者目前的工作。最后指出了国内在红外场景仿真方面存在的几个问题。     

灰度融合图像目标与背景感知对比度客观评价模型

目标与背景感知对比度是影响可见光与红外灰度融合图像质量的主要因素之一。现有的对比度评价模型未能充分考虑人眼视觉特性。因此,基于韦伯对比度模型的形式,结合人眼亮度掩盖特性,提出了一种简单有效的融合图像目标与背景感知对比度评价模型。利用模拟图像和现实场景灰度融合图像的主观评价分数来检验客观评价模型。结果表明,与现有的5种图像对比度评价模型相比,所提出的目标与背景感知对比度客观评价模型能够给出更接近人眼主观感受的评价结果,有效地实现灰度融合图像目标与背景感知对比度的客观评价。