红外成像系统主要包括光学系统、红外探测器、视频放大器3个部分。它的工作过程是:场景发出红外辐射(与自身温度和其发射率有关)通过空气在运输过程中衰减,被系统的前置光学系统所接收,光学系统对入射的红外辐射进行聚焦并传送到红外探测器,探测器转变出电信号经过视频放大器的放大处理,转化成黑白的红外图像呈现在显示器上。

红外成像系统的成像工作过程如下图:

.the working progress of Infrared imaging system

1.2.2红外图像特征

   将外界景物用红外探测器采集到红外图像上就成了灰度值(亮度)的差异,辐射温度、发射率和传输透射率共同影响了所得到的灰度图像亮度分布,因而所得灰度图像可以用来近似表示目标与背景的辐射差。 文献综述

按照线性系统理论,热成像系统的空间响应模型为:

                 (1)

其中I(i,j,t)和O(i,j,t)分别表示图像和场景在空间时间域的分布函数, 为系统的响应函数或点扩散函数(PSF)。i,j,t分别表示空间域和时间域坐标。[2]

根据上述理论,可以得出红外图像的特征为:

(1)红外图像是通过灰度来表示场景的空间温度分布,是黑白图像,对于人眼而言层次比较不好辨别清,所以分辨率不高;

(2)红外图像由于外界各种辐射和系统自身缺陷,会呈现出各种噪声,比如散粒噪声、低频噪声、热噪声和产生-复合噪声等,会使得灰度级图像信噪比很低。

 (3) 红外图像的非一致性,突出显示为图像的固定模式噪声、串扰、失真等,这是因为所述红外热探测器检测响应存在小范围波动、射线扫描系统的欠完备和其他原因。

1.3伪彩色图像增强处理

1.3.1图像处理

我们先来了解一下几种基本的的图像处理技术,然后再去探究伪彩色图像增强处理。

对图像进行处理,是为了提高图像的质量,得到想要的视感,需要对图像进行亮度、彩色或几何变换,凸显某些信息,并根据特征从中提取出有用信息,以便于计算机采集、分析信息和处理图像。同时还可以对图像进行压缩编码,方便对图像进行储存和输送。

下面是几种图像处理技术:

1)图像分割:分割就是按照某种特定的标准(如边界、灰度级)把图像空间分成许多均匀区域,每个区域都有一定的特征,这样整个图像便有了层次感。分割算法的两个属性为相似性和间断性。相似性在于图像像素属性相似将其归类在一起,这样便能通过相似的像素描述出一个区域整体;间断性在于提取图像边缘

,由边缘的近似进行重连,使图像划分为新的几部分。源.自/优尔·论\文'网·www.youerw.com/

2)图像增强和复原:图像增强就是按特定需要使图像中某一部分信息凸显出来,从而达到某种应用的目的,这样做可能会损失一定的图像信息,对于图像的整体性产生一定影响。图像复原就是把现在的图片进行反向滤波,使得其原来所具有的某些特征显现出来,对其进行增强反退化处理,建立相应的模型,还原图片近似原样。

3)图像变换:图像阵列如果直接使用空域法会比较麻烦,因而可以对图像进行变换处理,如傅里叶变换、离散余弦变换、小波变换、沃尔什变换等,将图像表示为基函数的组合,也即将空间域的处理转换成频域法来处理,变换空间的图像就可以被分析、解释,作进一步处理.

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