线性调频激励的红外热波成像检测技术

线性调频激励的红外热波成像检测技术是一种基于线性调制热波信号处理的主动式红外热成像技术,能够弥补传统红外锁相热像检测的单一调制热波只能探测相应扩散深度缺陷的不足,可准确检测不同深度范围内的缺陷形状及尺寸。阐述了线性调频红外热波成像检测技术的原理、分析方法和实验。采用有限元方法对线性调频啁啾(Chirp)规律变化热流在构件中的传递过程进行了分析。利用相关算法计算了表面温度(热波)信号的相关峰值及其对应的时间,形成了表面温度相关峰值图像与峰值时间图像。利用Chirp规律调制卤素光源作为热激励源对金属平底孔试件进行激励加载,通过Jade MWIR 550 焦平面红外热像仪进行图像序列采集。分别利用时域相关处理与频域FFT扫描得到了表面温度(热波)信号的相关峰值及对应时间图像和不同频率下的相位图像。试验结果表明,在给定激励条件下,相关峰值图像和频域相位图像能够可靠地确定不同深度缺陷的几何特征。     

蜂窝结构的红外热波无损检测

蜂窝结构是常规无损检测方法难以检测的对象。红外热波无损检测技术利用脉冲主动加热, 采用红外热像仪实时监视表面温场, 通过计算机完成图像采集, 针对不同试件材料特点采用不同的图像处理方法进行处理。红外热波无损检测方法对蜂窝结构实现了快速、灵敏检测及动态演示, 为进一步分析判断提供了依据。     

蜂窝结构的红外热波无损检测

蜂窝结构是常规无损检测方法难以检测的对象。红外热波无损检测技术利用脉冲主动加热．采用红外热像仪实时监视表面温场，通过计算机完成图像采集，针对不同试件材料特点采用不同的图像处理方法进行处理。红外热波无损检测方法对蜂窝结构实现了快速、灵敏检测及动态演示，为进一步分析判断提供了依据。     

红外图像序列处理的锁相热成像理论与试验

红外锁相热成像技术是一种基于热波信号处理的主动式红外热成像技术,特别适用于复合材料及复杂结构构件的无损检测.阐述了红外锁相热成像技术的原理,采用有限元方法对正弦规律变化的热流在构件中的传递过程进行了分析.利用正弦规律调制光源作为热激励源对不同材料的试件加载,通过Jade MWIR 550焦平面红外热像仪进行图像序列的采集,深入研究了图像序列数字滤波算法,并采用Savitzky-Golay数字平滑滤波算法消除了高频噪声的影响,在此基础上,利用FFr算法得到了热波信号的幅值与相位图像,并采用Visual C++平台开发了基于图像序列处理的红外锁相软件检测系统.试验结果表明,通过选取适当的激励加载频率可准确获得缺陷特征.     

耐热合金涂层结构板材内部缺陷的脉冲红外热成像检测

为探索脉冲红外热成像技术用于检测耐热合金涂层结构内部缺陷的方法,采用有限元仿真和实验研究相结合的方法,对含有盲孔缺陷的耐热合金涂层结构试件进行检测研究。通过有限元仿真分析脉冲热流在被测构件中的传递过程,为检测实验中采样频率和采样时间的确定提供理论依据。利用高能脉冲闪光灯作为激励源对试件进行加热,通过FLIR SC7000系列红外热像仪采集图像序列,采用FCA法、PPT法和PCA法对原始图像序列进行处理。实验结果表明,在给定检测参数下,PPT法和PCA处理后的图像信噪比显著增强,可实现耐热合金涂层结构内部缺陷的可靠检测。     

碳纤维基体涂层质量的红外热波检测研究

碳纤维材料上涂层的应用使得常规无损检测技术难以实现涂层的厚度测量和缺陷检测.提出红外热波无损检测技术对涂层厚度及内部缺陷进行检测.红外热波无损检测技术主动对被检测样件进行热激励,热波在均匀试样中传播,遇到界面后热传导发生变化,通过红外热像仪连续监测的降温曲线的变化找到热传导时间来测量涂层厚度.涂层下的缺陷热属性差异对表面温场产生热图异常,从而进行内部缺陷检测.实验结果表明,对涂层厚度在0.35～2 mm的碳纤维基底涂层样件可用红外热波无损技术进行涂层厚度和缺陷检测,涂层厚度检测精度为0.1 mm.红外热波检测技术可以实现涂层厚度测量和涂层下缺陷的检测.     

复合材料的热波检测图像增强方法研究

采用小波变换方法对复合材料红外热波检测的图像增强进行研究。先对小波变换图像增强的原理进行介绍,将其分为初始化、分解、非线性增强和重构等4个步骤。然后对检测图像进行3层小波分解。随后,分别对3层分解系数进行增强处理,并通过阀值分割的方法对比增强效果,结果表明,对第2层分解系数进行增强处理的效果最佳。最后将最终增强处理图像与原图进行对比,证明了该方法的有效性,为复合材料的热波检测图像增强找到一种有效方法。     

主分量分析法在红外数字图像序列处理中的应用

为了提高红外热像无损检测中所重构的数字图像的缺陷对比度，从而提高红外热像无损检测的缺陷探测能力，研究了主分量分析法及其在红外数宇图像序列处理中的应用。介绍了主分量分析法的原理；用该法对实验中采集的红外数字图像序列进行处理；以信噪比为指标对图像处理效果进行了定量评定。研究表明主分量分析法不仅消除了红外热像无损检测中的加热不均效应，而且使图像序列中图像的信噪比得到不同程度的提高，使图像的质量得到了很大改善；因此是红外热像序列处理的一种有效方法。     

基于SVD算法的红外序列图像增强技术研究

在红外热像无损检测中直接获取的原始热像往往信噪比较低,温度对比度较差.为了抑制各种噪声的不良影响,使红外热像无损检测所重构的数字图像有较高的缺陷对比度,从而提高缺陷探测能力,研究了一种基于奇异值分解的红外数字图像序列处理方法.研究表明此方法消除了红外热像无损检测中的加热不均效应,提高了图像的信噪比,使图像的质量得到了很大改善,是红外热像序列处理的一种有效方法.     

有机防腐涂层质量的红外热波无损检测

介绍了红外热波无损检测基本原理,针对现场钢结构表面有机防腐涂层质量检测的需求,利用红外热波无损检测技术对有机防腐涂层质量进行检测,并对实验结果进行了初步分析,研究结果表明,该技术可有效检测有机防腐涂层的脱粘和孔隙等缺陷。     

红外热波无损检测图像噪声分析与抑制

分析了红外热波检测图像中噪声生成机理,针对图像的噪声去除增强问题,提出了一种改进的非线性偏微分方程的热波检测图像去噪增强方法。对偏微分方程在图像处理应用中的理论基础进行研究,针对现有的偏微分方程模型在图像去噪中存在的问题,并结合热波图像的特点,改进相应的偏微分方程数学模型,在此基础上对获得原始热图进行编程处理,试验结果表明：经过处理后的图像信噪比提高,对比度得到了改善,为后续的缺陷提取及损伤识别奠定了基础。     

基于遗传算法的红外热波图像配准技术研究

由于红外热像仪的视场角有限和人们对获取热波图像的分辨率要求较高,大尺寸物件的热波无 损检测需要将多次检测得到的多幅图像拼接起来后才能实现。图像拼接的前提是图像配准精确。根据模板匹配的思 想,将遗传算法引入到了热波图像配准技术当中。通过改进选择策略,设计了自适应的交叉和变异概率,从而实现热波图 像的精确配准。实验结果表明,此方法能够很好地实现热波图像的精确配准,运算速度得到了改善且稳定性良好。     

图像处理在伪装红外热图判读中的应用

在红外伪装试验中,对试验所获得的热图进行判读是关键性的一步。同一实验条件下获得的同一热图,在判读时能获取的信息越多,则试验的价值越大。但是,实际试验中由热像仪直接获取的红外热图往往并不能够提供足够丰富的信息。为此,本文利用图像处理工具MATLAB,采用图像增强、图像相减、热图边缘检测等技术,对红外热图进行相应处理,并对处理前后的热图进行对比。可以看出,经过处理的红外热图在进行判读时能提供更直观、更详细的信息,同时也增加了试验结论的科学性和准确性。     

基于红外热像仪的弹药热毁伤测量误差消除方法研究

红外热像仪已广泛应用于弹药毁伤性能评估领域。针对国内基于红外热像仪热毁伤评估精度矫正文章较少的情况,梳理了部分评估误差来源,并提出了对应的误差补偿思路。通过对热毁伤测量试验的误差来源进行理论分析,对由测距和大气透射引发的测温误差做出公式修正。并通过爆心定位、设立标识杆,排除了测量过程可能会引入的误差。最后,对火球红外图像进行了盲元校正及图像增强处理,提升了图像辨识度,改善了火球毁伤范围定位的精确度。     

红外热像仪成像评估系统设计

红外热像仪在军民应用领域发展迅速。如何客观地评价红外热像仪成像效果,为红外热像仪成像性能提供定量的数学描述,同时也为研究红外成像系统的图像清晰度、目标探测距离和目标跟踪性能提供支撑依据,成为必须要解决的问题。本文提出的红外热像仪成像评估(质量评价)系统具有红外图像数据采集与处理功能,配合红外成像评估的靶标系统（由黑体、辐射靶标控制台、准直光学系统、数显精密转台组成）进行红外图像数据测试评估。设计了图像评估的主要性能指标,并提出了数学模型及其实现的步骤,其中包括图像不均匀性(Non-uniformity,NU)、信号传递函数(Signal Transfer Function, SiTF)、噪声等效温差（Noise Equivalent Temperature Difference, NETD）、角线性度（Angular Linearity, AL）、目标成像定位角误差（Target Imaging Positioning Angle Error, TIPAE）等主要评价技术指标。测试结果表明,该系统的性能非常优越,成为红外热像仪研制过程中必备的调试、测试设备。     

计算机化红外热像仪用于针灸原理和经络现象的研究

本文是作者使用计算机化红外热像仪进行的有关针灸原理和经络现象研究的综述性介绍。研究涉及下述方面:(1)面瘫患者面部病理特征和针刺该病疗效的热图像观察;(2)针刺良性甲状腺瘤治疗机制的热图像分析;(3)针刺手法的研究;(4)火针疗法的观察;(5)针刺手捻针与电针升温效果的比较;(6)针刺巨刺法对双侧面部温度的影响;(7)针刺留针时间长短与针刺升温作用关系的观察;(8)上下肢分别取穴针刺对面部升温作用的比较;(9)针刺合谷穴对面部温度的影响;(10)针灸后体表循经温度变化的热像图表现;(11)面部循经特异性温度分布的显示;(12)穴位温度特性的观察。通过上述的研究,作者认为:红外热像技术及计算机处理方法在针灸和经络的研究中具有较高的实用价值。     

基于FPGA的红外序列图像中热晕背景的消除

红外探测器在工作时间长或太阳直射时，可观察到红外图像有热晕现象。红外探测器观察的景物亮度或对比度通常很低，此时热晕对红外像质的影响比较严重。针对上述情况，研究用数字图像处理的方法——帧相减、反色相加，对红外图像进行实时背景补偿，以便消除热晕的影响。根据该方法进行了硬件设计，并且在现场可编程门阵列(FPGA)中实时实现了。实验结果表明，该方法能够在硬件平台上对红外图像热晕背景进行实时补偿，可明显改善图像的质量。     

基于列相关的热红外高光谱遥感图像非均匀性校正

由于探测单元之间响应不一致、电子增益和偏置发生变化、焦平面污染和损伤等因素,推扫式热红外成像光谱仪获取的图像常常表现为图像列之间不均匀,条带噪声严重,影响了热红外高光谱遥感图像的后续处理和应用。结合推扫式成像光谱仪非均匀性的来源和成因,以相邻地物的相关性为理论基础,提出了适用于热红外高光谱遥感图像的非均匀性校正方法。该方法的步骤是,首先逐波段对原始热红外高光谱遥感图像进行标准矩匹配校正,得到标准矩匹配校正图像;然后,以标准矩匹配校正图像为基础,选择相邻两列像元中相同的地物像元;最后,用两列中相同的地物像元,通过线性回归得到后一列的校正系数,并对其进行校正,顺次遍历一个波段的所有列,完成一个波段图像的非均匀性校正。按照此过程,遍历一幅热红外高光谱遥感图像的所有波段,完成一幅热红外高光谱遥感图像的非均匀性校正。将该方法应用于推扫式热红外光谱成像仪实际获取图像的非均匀性校正中。结果表明,相比矩匹配方法,在保证非均匀性校正效果的情况下,本文方法的各列均值和标准差更符合实际情况。     

固液混合物体热成像图的识别处理方式研究

热成像图能够反映物体辐射的性能,可在图像处理后应用于固体与液体材料的识别,而固液混合物热成像图的图像处理是技术难点。文中旨在从固液混合物的热成像图中提取内部特征及轮廓特征,先进行包含线性灰度变换、直方图修正、PCA分析的不同顺序及组合方式的图像修正处理,后进行包含MSER特征点与Prewitt特征边界的提取,最终对处理后的图像进行比较分析,得到三条图像处理路径,分别可用于固体成分分析、液体成分分析和物体外部轮廓分析。该处理方式可用于垃圾分类与工业物料识别,具有广阔前景。     

基于红外热波检测理论模型的红外热像数据拟合方法

在分析脉冲红外热波无损检测基本原理和热传导模型的基础上,提出了一种基于红外热传递模型的非线性参数拟合方法,并将其与传统的多项式法进行了对比。实验结果表明,该理论模型的拟合效果明显优于常用的低阶多项式。另外,在相同拟合效果的情况下,该模型的参数较少,具有更高的热像存储和压缩效率,是一种很有前途的红外热像数据处理方法。