摘要红外焦平面阵列正逐步大规模用于红外探测，但阵列存在的非均匀性现象很大程度上制约了其应用前景，本课题由此出发，首先探讨了红外图像的特点，然后查阅国内外的诸多研究成果，总结各类算法，使用MATLAB对基于定标的和基于场景的算法进行仿真，分析其优势和不足之处，提出基于SURF配准的校正方法并进行了仿真。由于使用挡片进行非均匀性单点校正有诸多缺点，在不使用挡片的情况下设计了基于FPGA的校正算法，并在硬件上实现，综合其它算法一起整合到红外成像系统中。经实际测试，实现了图像的校正，整体效果比较理想，为进一步的研究打下基础。27072
关键词 红外焦平面阵列 非均匀校正 可编程逻辑器件
毕业论文设计说明书外文摘要
Title A Research about Non-uniformity Correction of Infrared Image Based on Non-blank Technology
Abstract
Infrared Focus Plane Array (IRFPA) is gradually used for infrared detection extensively, but the non-uniform phenomenon of the array largely restricts its application prospect. The subject is designed from this point. First, I discuss the characteristics of infrared image, consult many research achievements at home and abroad and summarize all kinds of algorithms which have two main research ideas based on calibration or scene. I use MATLAB to simulate these algorithms, analyze the advantages and disadvantages of all the algorithms and propose a correction method based on SURF registration to simulate. There are many disadvantages in non-uniformity correction while using block, so correction algorithm of hardware realization is designed based on FPGA in non-blocking situation and is combined with other algorithms in infrared imaging system. The actual test research shows the realization of the image correction and the overall effects are ideal. The foundation is lay for further research.
Keywords IRFPA , Non-uniformity Correction , FPGA
目 次
1 引言 1
1.1 红外热成像技术概述与发展 1
1.2 红外焦平面阵列非均匀性现象 2
1.3 本课题研究主要内容 2
2 红外焦平面阵列非均匀性研究 4
2.1 红外图像特征 4
2.2 焦平面阵列非均匀性原理 5
2.3 焦平面阵列非均匀性模型 6
3 焦平面阵列非均匀算法研究 8
3.1 单点校正算法 8
3.2 两点校正算法 10
3.3 多点校正算法 12
3.4 神经网络法 14
3.5 时域高通滤波法 16
3.6 基于SURF配准的校正算法 17
4 无挡片下非均匀算法硬件实现 20
4.1 硬件基础 20
4.2 设计思路 20
4.3 温度模块 21
4.4 裁决与计算模块 22
4.5 存储器模块 25
4.6 测试结果 27
结 论 30
致 谢 31
参考文献32
1 引言
1.1 红外热成像技术概述与发展
红外辐射是一种早在19世纪初就被观察到的现象，后被证明普遍、广泛存在于人们的生活中，经研究，任何有温度的物体（事实上热力学基本定律下绝对零度不可达到，故可以理解为任何物体）都永不停息地对外辐射能量，辐射出的能量与物体的K氏温度正相关，所以图像的细节可通过所拍摄目标本身每个部分红外辐射能量的不同获取。将不可见的红外波段热辐射图像转为人眼可见光波段的图像，即实现波长转换，这种技术也被称为（红外）热成像技术。此技术可帮助人们拓宽自己的视觉范围，利用此技术制成的红外成像系统（热像仪）可在黑暗的夜晚、复杂的战场等情况下观察前方状况。通过物体的热像图搜索、追踪物体，具有抗干扰、隐蔽性好、识别范围大、信息丰富等优点，因此首先被广泛应用于军事领域，近年来也逐渐在大众生活中有了一定的使用。以西方发达军事强国为代表的许多国家集中了大量人力物力大力发展红外热成像技术，作为发展中国家，我国在该领域起步晚，底子薄，更有必要加大投入，研究这一有广泛应用前景的课题。 基于无挡片技术的红外图像非均匀性校正研究:http://www.youerw.com/tongxin/lunwen_21453.html