红外线列探测器成像与图像处理关键技术研究

摘要

红外长线列探测器成像技术是获取红外光辐照信息的重要手段之一,在航天、医疗等领域有着广泛的应用。随着线列长度的增大,受材料非均匀性和工艺技术的影响,探测器像元的红外响应度存在一定程度的不一致性,同时在长线列探测器中也存在部分盲元,导致红外长线列扫描系统的成像效果不理想。因此,对红外长线列探测器进行非均匀性校正以及盲元检测和补偿十分必要。
　　本文设计并实现了红外长线列探测器成像与图像处理系统。论文中介绍了系统的软硬件架构以及FPGA程序设计方案,针对红外长线列探测器的红外响应特点,详细阐述了非均匀性校正与盲元校正的方案,依据大量的成像及仿真结果,提出了适合本系统探测器的非均匀性校正和盲元校正的算法,并用硬件描述语言得以实现。最后介绍了红外图像增强的主要方法,并针对本系统重点进行了中值滤波、改进的直方图均衡化的研究与实现。
　　测试实验结果表明,本文设计的红外成像及图像处理系统能够实现红外长线列探测器的成像及图像处理,图像处理后的效果验证了本文所设计的图像校正和图像增强算法的正确性和方案的有效性。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 引言

1.1成像技术概述

1.2红外成像的现状与发展前景

1.3本文研究的主要内容

第二章 红外线列探测器成像及图像处理系统架构

2.1红外线列探测器成像及图像处理系统架构

2.2 FPGA程序设计方案

2.3系统调试与成像分析

2.4本章小结

第三章 非均匀性校正及盲元校正算法研究

3.1非均匀性的产生原因及常用的校正算法

3.2盲元检测及补偿方法

3.3本章小结

第四章 基于FPGA的图像校正设计

4.1基于FPGA的图像校正总体方案

4.2 基于FPGA的盲元检测设计

4.3基于FPGA的非均匀性校正设计

4.4盲元补偿算法设计

4.5图像校正效果

4.6本章小结

第五章 图像增强算法设计

5.1中值滤波法

5.2改进的直方图均衡化算法设计与实现

5.3本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢