基于灰度冗余的红外图像实时均衡技术

文章提出一种新型的基于灰度冗余的红外图像实时均衡算法,通过图像灰度直方图的统计,将灰度像素分布为零的灰度级进行完全压缩,将灰度分布很少的灰度级映射到最近的大于阈值的灰度级,然后将有效图像灰度级进行等间距排列,最后完成排列后的直方图映射.该算法在压缩灰度冗余的同时,进行直方图的实时无损均衡,提高了图像质量,并实现实时处理,避免了常规直方图均衡带来的灰度断层现象.该算法在红外热像仪的应用中取得了较好效果.     

IRFPA两点校正的定标温度选择方法研究及实现

针对非均匀性两点校正方法中精度不足、动态范围小的问题,首先研究焦平面探测器的实际响应模型"S"模型,分析介绍了两点校正算法原理,然后,阐述了黑体定标温度的选择和两点校正方法中的精度、动态范围之间的关系,并提出了基于二分法的定标黑体温度选择方法,最后,在实验中,通过FPGA和DSP硬件电路实现算法功能.实验验证,该方法在...     

双通道分频段恒定统计非均匀性校正算法

针对基于定标的两点校正算法无法克服焦平面温漂效应和基于场景的恒定统计算法存在的鬼影现象,在对现有的算法进行了分析的基础上,提出了一种改进的恒定统计非均匀性校正算法.该算法在两点校正的基础上,对图像进行双通道分频段处理,并通过对场景运动状态的判断,有选择性地进行统计参数的更新,最后完成非均匀性校正.实验结果表明,和传统的...     

红外图像空间分辨率提高方法研究

分别研究了微扫描技术与虚拟电子微扫描技术在提高红外图像空间分辨率方面的原理,指出了纯粹利用微扫描技术的局限性,提出了微扫描技术与自适应虚拟电子微扫描技术相结合的方法,理论和实验结果表明,该方法可以大幅度地提高红外图像的空间分辨率.     

基于FPGA的红外图像二阶牛顿插值算法的实现

近年来牛顿插值公式被广泛应用于图像插值领域,但是简单的使用牛顿插值公式会造成大量的数据溢出;使用外部存储器进行数据缓冲,占用大量存储资源,使得实时图像延迟一帧.针对以上不足之处设计了一种新的二阶牛顿插值算法在FPGA中的实现方法,首先将牛顿插值公式进行改进,抑制了数据溢出;同时利用FPGA内部逻辑实现数据缓存,在几行时间之内完成数据插值,大大缩短了延迟时间.经实际应用,证明该算法可有效改善边缘模糊和锯齿效应,提高图像质量;同时节省了资源,提高实时性.     

640×512红外焦平面探测器前端噪声分析及抑制技术

以国产MW KGC04型640×512中波凝视热像仪整机的研制项目为基础,对探测器前端驱动电路中的3种主要噪声--传输网络噪声,偏置电压噪声和信号调理放大器噪声特性进行了深入的分析,结合MW KGC04探测器的主要性能指标,通过理论分析了前端驱动电路噪声的来源,并结合各部分的噪声模型加以推导,最终提出了行之有效的降低这3种主要噪声的方法,并且已经在实际的工程应用上收到的成果.     

基于FPGA和ARM的红外图像实时显示和采集方法

针对传统的ARM系统在红外图像显示和处理上存在处理速度慢,效率低,难以做到完全实时的问题,本文设计了一种新的基于FPGA和ARM系统的红外图像实时显示和采集方法,该方法主要是通过使用Qt多线程编程技术和FrameBuffer接口相结合的方式对FPGA从网络发送到ARM的图像数据进行接收处理并显示在液晶屏上,同时使用按键对其进行控制。实验结果显示这种方法简单,工作效率高,能够以25帧/秒的速度实现大小为640×480的红外图像的实时显示和采集保存,极大地提升了ARM在图像处理上的效率,同时整个显示采集系统体积小,使用方便、灵活,因而具有一定的应用前景。     

红外图像处理算法硬件实现验证系统

由红外探测器采集得到的原始红外图像需要经过各种硬件算法处理才能使用,而这些硬件算法受限于FPGA和DSP的系统资源上限往往需要进行必要的优化和精简,导致处理效果相较于上位机端同功能的软件算法大打折扣。提出了一种软硬件算法对比平台,通过全双工千兆网络联系上位机和硬件系统,定性对比移植后的硬件算法和上位机软件算法之间的差异,以此作为改善硬件移植后的算法的依据,并对硬件移植后算法的性能进行评价。主要做法为:首先通过千兆网络将探测器输出的原始红外视频源传输到上位机预存,进而上位机将预存的原始红外视频发给硬件处理板进行硬件算法处理并回接处理结果,最后上位机将预存的原始红外视频通过同功能软件算法处理后与硬件处理后的红外视频逐帧进行差值处理,定性得出硬件算法优劣。     

红外焦平面阵列多次采样滤波技术

针对红外图像信噪比不高和当前常用的二维时间延迟积分(2D-TDI)算法仅适用于静止和缓慢运动目标场合的问题,分析了信号的采集原理以及噪声特性,提出了红外焦平面阵列(IRFPA)多次采样滤波技术,通过对一帧图像的同一像元点进行多次采样的方法,在降低红外图像的随机时间域噪声的同时,保证其能够应用于快速运动目标场合;图像对比和数据测试结果表明:红外焦平面阵列多次采样滤波技术不仅具有与2D-TDI算法同等的提高红外图像信噪比的能力--将红外图像的NETD降低到原红外图像的1/√n倍(n为对同一像元点的有效采样次数),而且突破了2D-TDI算法应用场合的限制,其能够适应于快速运动目标场景,对红外热像仪的性能提升有重要意义.     

微透镜阵列光学实现卷积运算

卷积作为一种简单的线性平移不变运算,被广泛应用于图像处理的各个领域,其衍生出的卷积神经网络更是在人工智能领域中大放异彩。为了应对后摩尔时代AI推理芯片算力受限的问题,光学神经网络应运而生。光学卷积神经网络作为其中一个重要的研究热点对光学神经网络的发展起到了重要的推动作用。设计了一种光学卷积系统,基于微透镜阵列与透镜组成的匀光光路对光场所携带的图像做二维卷积,该系统可以光学实现图像平滑和锐化。当使用空间光调制器来投影卷积核和输入图像时,系统可以实现各种步长的三种卷积形式,也可以通过多次投影/平铺实现多通道的三维卷积,进而为实现光学卷积神经网络用于复杂的图像处理任务奠定基础。