红外成像系统性能参数评估与基于光图的靶标参数测量研究

摘要

基于光电图像的测试技术,就是将被测物体的图像当作检测对象或信息传递的载体,对其进行分析,从中提取有用信号,进而获得所需的测量数据的技术。由于具有精度高,包含信息量大等特点,已被广泛应用于空间探测、遥感、生物医学以及工业检测等诸多领域。
　　 红外成像系统不依赖于照明条件,将人眼的视觉范围扩展到红外波段,是光电成像系统的重要应用领域。本文针对四个重要的红外成像系统性能评价参数,即调制传递函数(MTF)、信号传递函数(SiTF)、最小可分辨温差(MRTD)和噪声等效温差(NETD)。分析各项性能参数的物理意义和数学推导计算过程,并给出实际测试过程。以各项性能参数的测试方法为基础,分别设计软件实现对上述红外成像系统性能参数的测量,并给出测试计算分析和结果。
　　 针对红外焦平面成像非均匀性,介绍红外焦平面非均匀性的定义与常用的校正方法,在此基础上完成了四种非均匀性校正算法的软件设计,用真实红外图像进行了验证实验,并对图像的非均匀性进行定量的分析。
　　 此外,根据光电图像测量原理,针对管道环境静态参数高精度图像测量系统,对基于光电图像的靶标参数测量中的图像去噪、图像增强、分割等图像处理问题进行了深入的研究。根据算法方案建立了测量系统软件,并设计了精度标定实验对测试结果进行标定。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 研究的背景及意义

1.1.1 红外成像系统性能参数测试研究的意义

1.1.2 基于光电图像的管道静态参数测量

1.2 研究现状及趋势

1.2.1 红外成像系统参数测量

1.2.2 基于光电图像的参数测量

1.3 本论文的主要工作和内容安排

第二章 红外成像系统性能参数测量研究

2.1 主要系统特征参数计算模型

2.1.1 调制传递函数(MTF)

2.1.2 信号传递函数(SiTF)

2.1.3 最小可分辨温差(MRTD)

2.1.4 噪声等效温差(NETD)

2.2 主要系统特征参数实验室测量方法

2.2.1 调制传递函数(MTF)

2.2.2 信号传递函数(SiTF)

2.2.3 最小可分辨温差(MRTD)

2.2.4 噪声等效温差(NETD)

2.3 主要系统特征参数评估软件系统设计

2.3.1 成像系统性能参数评估系统构成

2.3.2 系统软件组成及功能实现

2.4 实验结果分析

2.5 本章小结

第三章 红外图像非均匀性校正及评估

3.1 常用红外焦平面成像系统非均匀性校正算法

3.1.1 一点定标校正法

3.1.2 两点定标校正算法

3.1.3 多点定标校正算法

3.1.4 时域高通滤波校正算法

3.2 红外焦平面非均匀性校正算法软件实现及评估

3.2.1 图像非均匀性定量计算

3.2.2 非均匀性校正算法软件仿真实现

3.3 本章小结

第四章 基于光电图像的靶标参数测量

4.1 基于靶标图像的管道环境径向参数测量方案设计

4.1.1 测量系统构成

4.1.2 基于靶标图像的特殊管道径向参数测量方法

4.2 管道环境靶标图像预处理

4.2.1 图像噪声抑制

4.2.2 图像增强

4.2.3 图像分割

4.3 系统软件及精度标定试验设计

4.3.1 系统软件功能

4.3.2 精度标定实验设计

4.3.3 实验结果及数据分析

4.4 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 本文工作总结

5.2 研究工作展望

致谢

参考文献

作者在攻读硕士期间完成的工作

1.攻读研究生期间完成的论文

2.读研究生期间科研工作