红外模拟探测器研究初探

论述了HgCdTe材料红外模拟探测器研制的必要性,研究了红外模拟探测器需要具有的主要功能并详细讨论了其四种工作模式.提出了以ARM+FPGA为主处理芯片的红外模拟探测器硬件架构.同时理论推导表明单一网络信号的完整性问题可以避免,系统的低噪声设计也可以实现.最后指出了红外模拟探测器的发展前景和需要解决的关键问题.     

一种中值与邻域比较的滤波算法及硬件实现

图像系统中的噪声来自各个方面,去噪处理是图像处理中的重要环节,中值滤波是抑制图像噪声的常用方法之一.传统的中值滤波算法在抑制噪声的同时,会带来图像细节模糊的问题.本文在分析研究传统中值滤波原理的基础上,提出了中值与邻域比较的滤波算法,将中值与邻域内的某个范围进行比较,判断中值是否在此范围内,以此决定中心像素的值.这样不...     

红外双边滤波时域高通非均匀性校正

红外焦平面阵列的非均匀性噪声是制约红外成像质量的主要因素。本文在研究了传统的时域高通滤波法及其两种改进算法的基础上,提出了一种改进的基于双边滤波的非均匀性自适应校正算法,在这种方法中引入了一个由双边滤波系数矩阵推得的二次校正矩阵,该矩阵能够判别原始图像与双边滤波所得图像的差图像中场景的边缘部分,并进行自适应的抑制,使校正参数的计算更加准确。实验部分通过对加模拟噪声图像序列和实际非均匀性图像的校正证明本文的改进算法比其他两种改进算法有更好的校正效果。     

320×240红外焦平面探测器关键偏压噪声抑制技术

文中根据SOFRADIR公司的320×240红外焦平面探测器的具体特点和技术要求,对关键偏压FID、VEBASAGE采用了专用的低噪声设计方法,取得了较好效果.相同测试条件下,驱动板噪声水平以及驱动出的图像质量均优于英国ISG公司同类探测器驱动板.     

基于单调场景运动的复杂非均匀性校正

在红外探测器中,高频非均匀性主要表现为列或者行条纹,而低频非均匀性则主要表现为片状。在实际应用中,场景是沿着一个单调方向,并且有不同的非均匀性出现。基于这样的考虑,提出了一个基于场景的非均匀性校正技术,不仅符合上述校正要求,而且也实现了小型化、低功耗的实时硬件系统。通过为配准原则开发一种新的投影估计来解决问题,同时在硬件系统上实现了这一技术。通过评价标准测试了这项技术的性能,展示了在单调运动下系统非均匀性校正的实际效果。实验结果表明:该算法具有校正精度高、收敛速度快的优点。     

640×512制冷探测器积分时间与SNR分析

对国产640512中波凝视型制冷焦平面探测器的积分时间与信噪比( SNR)之间的关系进行了研究，以积分时间与探测器输出信号和噪声关系的原理为基础，分别对探测器正常工作时的输出信号情况以及输出噪声情况做了仔细的分析。文中分析了随着积分时间的增加，实际探测器输出信号和噪声信号各自的增长关系，并通过大量的数据和图表印证了这种关系的正确性，并最终得出了积分时间对探测器信噪比的影响程度，给出了最佳工作积分时间。     

一种红外图像自适应对比度增强算法

针对红外图像灰度分布集中、对比度低的特征,提出一种自适应对比度增强算法.首先,通过统计灰度分布判断目标状态类型;其次,利用目标状态更新图像增强系数;最后,根据增强系数进行灰度去冗余均衡处理.与传统直方图均衡相比,算法能根据目标强弱状态自适应调整对比度.实验表明,它在增强目标对比度的同时有效保留了图像整体信息,较好改善了视觉效果.     

一种改进的全变分模型校正红外焦平面阵列条纹非均匀性

针对传统的红外图像非均匀性校正方法精度低,易破坏图像细节和边缘等缺点,本文提出了一种新的基于全变分理论的红外图像非均匀性校正方法。在分析不同正则项对全变分模型去噪性能影响的基础上,针对红外图像条纹非均匀性的几何特征,对原有的全变分模型进行了修正,使新模型既能约束图像水平方向的梯度,又能保护图像垂直方向的梯度。通过Split Bregman迭代最小化新的全变分模型,显著降低了计算复杂度,使其能广泛应用于实时视频序列。通过不同环境下对真实场景的实验,表明该方法不但能有效地校正红外图像的条纹非均匀性,还能较大程度地保护住图像的细节和边缘信息。     

基于多尺度的高动态红外图像增强算法

红外图像通常具有很高的动态范围,数字量化位数一般大于或等于14 bit,这样的高动态图像既包含大的信号变量也包含较小的低对比度细节,这对于人眼的理解和显示设备的渲染都是不能接受的。在多尺度和边缘保留型滤波器的框架下,提出了一种改进的红外图像增强算法。首先是应用加权最小二乘滤波器对原始图像进行边缘保留式的图像多尺度分层操作,然后分别对得到的多层细节图像和残留模糊图像进行处理,使细节得到适当的放大,而残留层得到压缩,最后再把细节层和残留层合并,得到最终用于显示的低动态范围图像。该方法可以较好的保留红外图像细节,同时避免或削弱由细节分离操作所带来的合成图像中的光晕和梯度反转现象。     

基于FPGA的多通道面阵CCD拼接成像系统

针对现有的CCD系统技术无法同时满足大面阵与高帧频的问题,提出了一种基于FPGA的高速多通道CCD拼接系统.采用智能化的AD芯片,配置生成精确且接收反馈的CCD驱动信号.调用FPGA内置的IP核,利用乒乓操作的思想操控DDR2完成多通道图像的拼接,百万像素CCD以100帧的速度处理.对多通道影响图像非均匀性进行分析,将处理图像的得到的参数反馈给AD芯片,实时调整各通道的增益,在硬件驱动电路上完成自适应非均匀性校正.经验证,该系统极大地提高了大面阵CCD的显示帧频,多通道拼接后获得较高成像质量.