扫描型IRFPA非均匀微扫描的无边框亚像元热成像处理算法

针对扫描型热成像中垂直方向微扫描帧间位移不再精确为半像素的情况,按照错位方向的不同,分别采用近似回代算法进行图像重构,并对不同错位方向中近似回代引进的误差进行规律分析,提出一种非均匀微扫描情况下的无边框亚像元热成像处理算法.该算法采用邻近像元对边界像元进行近似回代,并根据统计学原理对近似回代过程中引进的误差进行优化,获得与原始图像高度近似的亚像元图像.实验表明,效果明显好于过采样和直接的近似回代,并且算法简单,处理量小,易于实现实时处理.对提高扫描型热成像系统的技术性能指标具有重要意义.     

考虑探测器填充率及微扫描对位偏差的扫描型亚像元热成像算法

针对实际扫描型亚像元热成像系统可能存在探测器填充率不为1以及微扫描对位偏差,研究了填充率不为1以及存在微扫描对位偏差条件下的亚像元热成像处理算法,证明通过适当的亚像元处理技术依然可获得高分辨力的亚像元成像;给出了适合实时处理的快速处理算法;分析了填充率和对位偏差对亚像元处理图像的影响,为实际亚像元成像系统的装配以及处理算法的调试提供了理论指导.算法的实现对提高扫描型热成像系统的技术性能指标具有重要意义.     

一种改进的凝视焦平面探测器亚像元成像处理算法

利用光学微扫描和亚像元成像处理技术,实现亚像元成像系统是当前提高光电成像系统空间分辨率的重要技术途径.本文在分析二维凝视焦平面探测器的亚像元成像和重构原理的基础上,提出了一种改进的基于二维2×2微扫描的亚像元成像处理方法,解决了边界精确标定法的标定以及边界值近似法的误差问题.模拟分析表明:算法可有效实现亚像元成像,且处理工作量小,易于实现实时处理,可望在可见光和红外亚像元成像领域获得应用,算法对于发展高性能热成像系统具有重要的理论指导意义和实用价值.     

288×4焦平面探测器阵列输出信号及其预处理分析

扫描型288×4焦平面探测器已成为二代热成像系统的主要探测器类型,由于采用了特殊的图像处理技术,其系统成像质量与技术指标参数明显优于基于传统技术的热成像系统。通过对垂直方向具有光学微扫描的288×4焦平面热成像过程中最基本的探测器采样进行了分析研究,得出了探测器阵列输出信号的基本波形和重要特征,为热成像系统中后续的电子处理提供了相关的理论基础;并分析了成像系统中预处理电路中电平调理以及ADC对探测器输出信号的处理,以及与ADC相关的抗混叠技术,最后得出了抗混叠滤波器在此预处理电路中是毫无意义的结论。     

激光照排机场扫描控制的研究与实现

在激光照排机中,成像激光光点的坐标是由水平方向的行扫描和垂直方向的场扫描的同步运动决定的.为了提高成像激光光点的位置精度,从而提高成像质量,通过对激光照排机电机控制系统的研究,基于可在线调整参数的模糊自适应PD控制算法,运用PWM、光栅编码器及锁相环技术,设计了一套激光照排机的场扫描电机控制系统.通过自检方格的测试证明,该系统提高了激光照排机行、场扫描电机的同步控制精度,从而提高了激光照排机的成像质量.     

基于线激光正交扫描的电感微裂纹热成像检测

在检测铁氧体电感表面微裂纹时,传统机器视觉检测存在裂纹成像信噪比不高、准确率低等问题。为此文中搭建了一套基于线激光正交扫描的微裂纹热成像检测系统。通过热像仪记录试样表面温度变化并成像;采用次最大值滤波消除热成像图的非均匀性和边缘轮廓干扰,再利用多方向扇形滤波得到试样在不同方向上的灰度图;最后通过BP神经网络和形态学处理实现对电感表面微裂纹的定性检测。结果表明:基于两种规格共610个样品测试,所有裂纹和隐裂均正确成像;自动识别算法误检率5%,裂纹漏检率6%,隐裂漏检率10%。系统每5 s检测20~35个电感,可应用于生产中自动化品质检测。     

基于微扫描的红外超分辨率成像系统的设计

为了满足高分辨率红外成像的应用需求,设计了一种基于微扫描的红外超分辨率成像系统.该系统利用压电陶瓷驱动红外焦平面阵列实现微扫描,利用CPLD产生压电陶瓷和红外信号的驱动时序,利用高性能DSP进行实时图像数据的处理,并将处理后的图像送到LCD进行显示.实验结果表明,该微扫描成像系统能够实现2×2微扫描方式的超分辨率成像,有效地突破了红外焦平面阵列单元个数对现有成像系统的分辨率的限制.     

环视SAR成像处理中的几何失真校正方法

环视合成孔径雷达（SAR）工作于波束扫描模式,雷达天线以垂直地面方向为轴线作圆锥扫描,实现对载机周围360°范围内的聚焦成像。为了研究环视SAR成像处理中几何失真校正问题,通过波束扫描至空间不同位置处的成像几何关系,分析了成像过程中引起几何失真的机理,提出了一种基于子图像素实际地理坐标的几何失真校正方法。利用文中给出的方法对实测环视SAR数据进行处理,得到无几何失真的SAR图像,证明该方法有效。     

基于压缩感知和红外玫瑰线扫描的红外图像重构

红外亚成像制导技术是由点源探测技术到成像制导技术的一种过渡, 由单元探测器和光机扫描装置组成.红外玫瑰线扫描亚成像系统是亚成像制导中的一种, 红外玫瑰线扫描亚成像系统按照特定的图案采集视场中的部分数据并得到一幅含有目标位置信息的亚图像.受单像素相机的启发, 主要研究红外玫瑰线扫描亚成像系统中的压缩成像.压缩感知可以在更少的采样数据条件下重构红外图像, 其应用到红外亚成像制导系统中一个关键的问题就是观测矩阵的构造.关于随机观测矩阵的研究已经比较广泛, 但随机矩阵很难实现.本文提出了一种简单的适用于红外玫瑰线扫描亚成像系统的确定性观测矩阵.此外还提出了一种快速有效的恢复算法, 称为优化子空间追踪算法.仿真结果显示构造的观测矩阵能够压缩和重构红外图像, 且重构效果优于随机高斯观测矩阵和随机伯努利观测矩阵, 提出的恢复算法也具有较好的表现.     

基于压缩感知和红外玫瑰线扫描的红外图像重构（英文）

红外亚成像制导技术是由点源探测技术到成像制导技术的一种过渡,由单元探测器和光机扫描装置组成.红外玫瑰线扫描亚成像系统是亚成像制导中的一种,红外玫瑰线扫描亚成像系统按照特定的图案采集视场中的部分数据并得到一幅含有目标位置信息的亚图像.受单像素相机的启发,主要研究红外玫瑰线扫描亚成像系统中的压缩成像.压缩感知可以在更少的采样数据条件下重构红外图像,其应用到红外亚成像制导系统中一个关键的问题就是观测矩阵的构造.关于随机观测矩阵的研究已经比较广泛,但随机矩阵很难实现.本文提出了一种简单的适用于红外玫瑰线扫描亚成像系统的确定性观测矩阵.此外还提出了一种快速有效的恢复算法,称为优化子空间追踪算法.仿真结果显示构造的观测矩阵能够压缩和重构红外图像,且重构效果优于随机高斯观测矩阵和随机伯努利观测矩阵,提出的恢复算法也具有较好的表现.     

基于DSP的红外成像系统与盲元处理算法设计

研制了一种基于TMS320DM6437与FPGA的红外热成像系统.在介绍系统总体结构的基础上,详细介绍了FPGA时序设计以及DM6437视频处理子系统(VPSS)的控制时序.系统多次测试结果表明,基于DM6437与FPGA的红外热成像系统具有较高的实时性、稳定性,实时帧频达到50 Hz.最后在本系统平台上运用实时盲元处...     

红外成像技术在转炉钢渣检测中的应用

介绍了热红外成像技术在转炉钢渣检测中的应用,叙述了红外成像技术的热成像原理和黑体辐射定律,分析了转炉钢渣检测的红外辐射原理,阐述了转炉出钢红外图像的特征,给出了图像处理的相关技术及实现算法,同时介绍了检测系统的结构组成及应用效果。     

非致冷红外热像仪信号处理系统的设计与研究

基于红外图像处理系统实时,大容量的特点,设计了一种基于FPGA＆ARM的非致冷红外热像仪模块化硬件平台,并在FPGA硬件上实现了用于红外图像非均匀性校正的软件算法,同时通过用FPGA的门阵列资源在内部配置FIFO和双口RAM,解决了采集模块、处理模块与控制模块的实时通信问题.实际应用证明,该系统稳定,集成度较高,通用性很强.     

热成像系统自适应自动对焦算法

为了实现不同环境下热成像系统的准确对焦,本文针对现有自动对焦算法存在的问题开展研究,提出了一种热成像系统自适应自动对焦算法。通过对比实验系统采集图像的梯度算子评价函数曲线,确定最优最大梯度和清晰度评价函数,并以某一复杂场景为例,说明了最佳对焦位置搜索、对焦窗口选择和图像清晰度评价的具体实现方案。对多个复杂场景的自动对焦实验表明,本文提出的热成像系统自适应自动对焦算法能够有效解决复杂场景目标的准确对焦问题。     

表层穿透雷达递归反向投影成像算法

本文提出了一种冲激脉冲表层穿透雷达(Impulse Surface Penetrating Radar,简称ImpSPR)递归反向投影(Back Projection,简称BP)成像算法.ImpSPR应用中,高精度实时成像是进行表层下目标探测最直接和有效的手段.基于"延迟-求和"处理的时域BP成像算法可以对成像区域完成精确聚焦,得到高质量的雷达图像.然而由于其巨大的运算量,难以应用于ImpSPR系统的实时处理中.本文在对BP算法详细分析的基础上,建立了算法的递归模型,导出了递归BP算法的处理流程并对其运算量进行了分析.ImpSPR实测数据处理结果表明,递归BP成像方法可以大大降低运算量,有效的运用于ImpSPR系统实时处理中,同时也可用于机载合成孔径雷达系统.     

基于NUFFT的机载探地雷达后向投影成像算法

由于后向投影算法可以精确补偿电磁波在介质表面发生的折射效应,因此它在机载探地雷达成像技术领域具有较强的工程实用价值。但传统后向投影成像算法存在计算量大难以实时实现的问题,针对上述问题,文中提出一种基于非均匀快速傅里叶变换(NUFFT)技术的机载探地雷达快速后向投影成像算法。通过对基于时域有限差分法产生的仿真数据进行处理,验证了所提成像算法的有效性和快速运算能力。     

Real-Time 2-D Temperature Imaging Using Ultrasound

We have previously introduced methods for noninvasive estimation of temperature change using diagnostic ultrasound. The basic principle was validated both in vitro and in vivo by several groups worldwide. Some limitations remain, however, that have prevented these methods from being adopted in monitoring and guidance of minimally invasive thermal therapies, e.g., RF ablation and high-intensity-focused ultrasound (HIFU). In this letter, we present first results from a real-time system for 2-D imaging of temperature change using pulse-echo ultrasound. The front end of the system is a commercially available scanner equipped with a research interface, which allows the control of imaging sequence and access to the RF data in real time. A high-frame-rate 2-D RF acquisition mode, M2D, is used to capture the transients of tissue motion/deformations in response to pulsed HIFU. The M2D RF data is streamlined to the back end of the system, where a 2-D temperature imaging algorithm based on speckle tracking is implemented on a graphics processing unit. The real-time images of temperature change are computed on the same spatial and temporal grid of the M2D RF data, i.e., no decimation. Verification of the algorithm was performed by monitoring localized HIFU-induced heating of a tissue-mimicking elastography phantom. These results clearly demonstrate the repeatability and sensitivity of the algorithm. Furthermore, we present in vitro results demonstrating the possible use of this algorithm for imaging changes in tissue parameters due to HIFU-induced lesions. These results clearly demonstrate the value of the real-time data streaming and processing in monitoring, and guidance of minimally invasive thermotherapy.      

基于小波变换与改进中值滤波的红外图像去噪

红外图像去噪研究是红外研究领域的热点问题,热图的去噪效果对后期的图像处理起着重要的作用。在此针对于红外热像传统去噪算法中无法有效保持红外热像差细节的不足提出了一种改进算法。该方法采用改进的中值滤波结合小波变换对红外热图进行去噪处理,结果实验仿真表明该方法能够有效保持红外图像热差细节的同时,对噪声抑制也具有理想的效果,对于后期处理具有很好的鲁棒性。