Design of Uncooled Thermal Imaging Systems Operating at Multiple Temperatures

The reasons why thermal imaging systems consume power are analyzed, and a low power consumption design scheme is presented for the thermal imaging systems operating at multiple temperatures. The relation between the response performance of α-Si microbolometer detector and its operating temperature is studied by means of formulas of mierobolometer detector＇s noise equivalent temperature difference （NETD） and detectivity. Numerical analysis based on true parameters demonstrates that the detectivity decreases slightly and NETD increases slightly when operating temperature rises, which indicates that α-Si microbolometer detector has approximately uniform response in a wide operating temperature range. According to these analyses, a thermal imaging system operating at multiple temperatures is designed. The power of thermoelectric stabilizer （TEC） is less than 350 mW and NETD is less than 120 mK in the ambient temperature range of - 40℃- 60℃, which shows that this system not only outputs high-quality images but consumes low power.     

非制冷热瞄具图像实时开窗增强方法研究

针对红外观瞄系统图像增强技术的实时性问题,根据人们的视觉特性,提出非制冷热瞄具图像实时开窗增强方法。该方法首先在红外图像中取出适当大小的子图像,再用合适的增强算法来处理子图像,而子图像以外的区域不作任何处理。文中给出了硬件实现流程。最后证明开窗增强的方法减少了背景像素的处理时间,提高了图像处理的实时性,并且开窗增强不会对增强效果有不良影响,对小目标图像增强有不可替代的作用。     

不同视场的多源图像融合技术研究

图像融合技术已经成为计算机视觉、自动控制、机器人、目标识别跟踪等领域的关键技术之一。图像融合技术主要研究对象是配准后共视场(FOV)的多源图像系统,现实生活中存在大量不同特性的不同视场的图像系统,不同视场的多源图像融合技术能够在不增加硬件设备投入的情况下,提升图像采集系统的性能;针对不同视场的多源图像融合技术,提出一种仿射变换和线性插值相结合的配准方法;对融合前后的图像在时域、空域进行了分析比较,并对融合的结果进行了评价和对比,验证了此技术应用的可行性。     

无需先验知识的红外显著性目标分割评价准则

为了在无先验知识的情况下,客观评价红外图像中显著性目标分割效果,文中提出一种无需先验知识的红外目标分割评价准则。针对红外图像中显著目标的特性,建立3种评价指标:局部视觉亮度差指标、全局视觉显著性指标和亮度波动性指标,这3种指标分别对应于分割前景局部区域的视觉亮度对比度、分割前景在全局背景下的视觉显著程度和分割前景内部亮度的一致性程度。综合3种指标,建立红外目标分割的评分准则。实验证明文中准则的评价结果能较好地符合主观人眼视觉感知与客观实际,适用于无先验知识的红外目标分割评价。     

热像系统温度特性分析研究

军用非致冷红外热像仪要求有很好的环境温度的适应性,其工作温度要求一般为-40～60 ℃.根据国内常见的非晶硅型非致冷焦平面器件的材料特性、结构原理及焦平面的热平衡方程,研究了焦平面衬底稳定工作温度与噪声等效温差的关系,并在MATLAB软件中模拟了其关系曲线,为此种类型的焦平面在低温下操作时提高图像质量和降低功耗,提出了新的解决方案.     

非制冷红外热成像技术的发展与现状

非制冷红外焦平面技术在过去的几年内飞速发展,非制冷焦平面由原来的小规模,发展到中、大规模320×240和640×480阵列,在未来的几年内有望获得超大规模的1024×1024非制冷焦平面阵列。像素尺寸也由50μm减小到25μm,提高了焦平面的灵敏度,使非制冷红外热成像系统在军事领域得到了成功应用,部分型号已经装备于部队,并受到好评。今后,随着焦平面阵列规模的不断增大、像素尺寸的进一步减小,非制冷热成像系统在军事领域的应用将越来越广泛,尤其在轻武器瞄具、驾驶员视力增强器、手持式便携热像仪等轻武器方面,非制冷热成像系统在近年内有望逐步取代价格高、可靠性差、体积大等笨重的制冷型热成像系统。     

远距离红外与微光/可见光融合成像系统

提出了一种基于查找表的硬件方法,实现了基于l空间色彩传递的图像融合,并以此为基础研制了一种红外热像仪/微光电视/CCD融合成像系统。微光电视和CCD分别在夜间和白天与热像仪融合,构成一全天时的融合成像系统。该系统能够获得近似自然色的图像融合效果,并具有较好的色彩一致性。系统还设计了两种视场,以适应大视场搜索、小视场跟踪的需要;增加了激光测距能力,以满足距离估算的需要。实验结果表明了该系统在导航、监控和目标探测等方面的应用潜力。     

基于目标特性分析的红外与微光图像融合算法

目标特性分析是研究目标探测性能的一个重要环节,包括目标(和背景)的辐射特性、辐射的大气传输特性、探测器的成像特性、目标自身特征等。目前对目标特性分析的图像融合算法的研究很少,本文针对这一不足,分析了红外与微光情况下的目标特性,在此基础上,确定了图像融合算法中的加权系数和最终融合图像。对实验结果进行了定性的主观分析,结果表明:基于目标特性分析的红外与微光图像融合算法能够更有效、准确地提取图像中的目标特征,更有利于目标的探测识别。     

基于并行信号处理的手持式夜视系统设计与实现

针对国内夜视技术落后于国外的现状,研制了一种手持式夜视系统,该系统具有红外单通道显示、可见光单通道显示和融合显示三个工作模式。采用了基于双DSP+FPGA结构的并行信号处理技术,解决了红外与可见光拉普拉斯融合算法在传统硬件平台上无法实时运行的问题。针对系统在每次上电时出现的图像混乱现象,提出了一种基于FPGA的自适应图像拼接方法,实现了并行系统清晰完整的图像显示。实验结果表明,系统运行速度快,输出图像效果好,实用性强。     

基于NSCT变换的图像融合及鲁棒性分析

红外与可见光的图像融合技术可以有效提高图像的对比度和清晰度,增强夜视效果.非降采样的Contourlet变换在图像融合领域取得了一定的研究成果.提出一种基于区域标准差比例加权的非降采样Contourlet变换的图像融合方法,并对该方法的鲁棒性进行分析.首先对来自同一场景的配准后的红外与可见光图像进行非降采样Contou...