基于场景的扫描线非均匀性校正算法

目前扫描红外热像仪有着广泛的应用,且一般采用基于定标的非均匀性校正方法;该类方法不能有效地校正图像中出现的扫描线。针对这一问题,本文对扫描线的表现进行分析,提出了一种基于场景的非均匀性校正算法,该算法采用图像像素点邻域标准差作为基础,通过类标准差对图像的差异信息进行计算,能够排除复杂场景的干扰,成功地识别扫描线,并对扫描线提取补偿。该算法计算简单,可以根据场景进行自适应校正,校正效果显著,具有一定的工程应用价值。     

红外探测器IWR读出模式在搜索系统中残影现象分析

在研究搜索系统中红外探测器IWR读出模式对相邻帧成像的影响时发现,选择IWR读出模式后,热像仪对强辐射目标成像,会产生残影现象,出现白影和黑影。针对此问题,本文进行了大量的理论与实验分析,解释了残影现象出现的原因,通过对残影现象进行建模,推导出了寄生电容的公式,并验证了公式的合理性。通过实验分析出残影强度主要与目标和背景温度差有关,温度差越大,残影现象越明显。最后分析了残影现象对搜索系统产生的影响,并提出了减弱残影强度的途径。     

红外系统调焦组件的回程间隙对自动调焦的影响分析与算法优化

介绍了红外系统中自动调焦技术的基本原理,详细分析了调焦组件的机械回程间隙对传统自动调焦算法效果的影响。就此提出了不同优化方案并充分考虑了算法的适用性及稳定性。最后,通过设计实验验证了算法的可行性,实现了快速、稳定、精确的自动对焦,并将其应用于工程实践中。     

基于片上系统的红外直方图实时处理架构

采用Altera公司的NIOSⅡ软核CPU技术,提出并实现了基于片上系统的红外直方图实时处理架构.通过与目前工程上流行的单FPGA和FPGA+DSP这两种架构进行综合对比,说明了本架构的特点和优势.     

基于片上系统的实时红外图像处理器设计

提出了一种适合红外热像仪的基于FPGA片上系统（SOPC）的图像处理器设计方案,即FPGA片上逻辑处理+NIOS Ⅱ软核CPU+DSP内核的处理架构。综合了三种主流核心处理器的优势,具备很强的处理能力;并且集成在一个芯片内部,有利于高速实时地图像处理功能实现。本设计在实际工程应用中得到了良好的使用效果。     

一种连续电子变倍算法的SOPC实现架构

基于双线性插值算法提出一种连续电子变倍的SOPC实现架构。该方法充分利用FPGA和NIOS软核各自优势,以单FPGA的SOPC实时实现了无级连续电子变倍功能,在减小设计难度的同时大大降低了对硬件资源的占用。实验结果表明,本文架构具备较好的电子变倍效果,可提高观察者对图像中小目标的分辨能力,在成像系统中具有较好的应用价值。     

一种基于角点检测的实时自动对焦方法及实现

为了满足热像仪在不同场景下自动对焦的功能需求,对现有多种自动对焦实现方案的优劣势进行了评估分析,并选择了一种基于角点检测算法的对焦方案。通过检测图像中的角点数量来实时判断图像的清晰度。根据热像仪FPGA图像处理系统的性能对该算法进行了改进与优化,并提出了多阈值角点检测实时对焦方法。根据当前场景的对焦状态,热像仪可自主判断是否执行对焦操作,以适应不同检测场景的需求,最终实现其在不同场景下的实时自动对焦功能。     

透射式红外光学系统的太阳杂散辐射分析

杂散辐射可以定义为经过非正常成像光路进入到接收器中的能量。杂散辐射会降低光学系统的图像对比度和信噪比,严重时杂散辐射的能量会直接将目标能量湮没,严重影响红外光学系统正常工作。本文分析了透射式红外光学系统的杂散辐射特性,设计了物镜筒的消光螺纹和表面处理方式等抑制措施。通过点源透过率曲线分析了抑制措施的作用,并分析了消光螺纹自身辐射对光学系统的影响。最终通过对比成像实验验证,结果表明,消光螺纹对轴外的杂散辐射有明显的抑制作用;同时消光螺纹的自身辐射能量不会引入新的干扰源。     

图像采集系统中LVDS信号交流耦合传输设计

在光电平台系统中,图像采集设备与系统之间的数字图像传输采用LVDS接口。但由于光电信号微弱、抗干扰能力差,采用传统的LVDS直流耦合传输时图像采集设备容易受到光电系统干扰,成像效果远远不如单机调试。为解决这一问题,本文设计了一种LVDS信号交流耦合传输技术,极大提高了图像采集设备的抗干扰能力。     

一种红外图像二维细节增强技术研究与实现

针对红外图像的特点,提出并实现了一种基于FIR(Finite Impulse Response,有限冲激响应)滤波器结合图像动态压缩的二维数字图像细节增强技术。该方法首先对实时的二维红外图像进行行、列向量的一维分解,然后使用FIR滤波器分别对图像的行、列向量进行细节提取,之后对原始图像和提取的图像细节进行加权融合,最后通过直方图处理算法对融合图像进行动态压缩,最终完成了能够满足实际应用的实时红外图像的细节增强。本技术以FPGA为核心处理器,采用FPGA+NIOS软核+DSP内核的处理架构实现算法,已成功应用于工程项目中。