基于DSP实时红外图像的非均匀性校正

根据实时图像处理的基本要求,对红外图像的非均匀性校正进行了深入的研究,分析了两点校正的原理,介绍了实现的方法,并结合DSP硬件具有强大的运算能力及灵活的可编程性的特点,设计了红外图像的非均匀性实时校正系统的构成,描述了校正方法的实现过程用像元数为120×160的红外焦平面阵列进行了图像非均匀性实时校正实验,并对校正前后的图像进行了对比,实验结果达到了预期目的.     

科学级CCD相机像元不一致特性及其校正研究

科学级 CCD相机是目前微光图像增强及其光电转换的重要器件。本文从图像转换质量的角度 ,以科学级 CCD相机为对象 ,研究了面阵 CCD像元特性不一致性的性质及其校正方法 ,揭示了这种不一致性是造成图像降质的重要原因 ,采用本文提出的 CCD像元校正方法是获取高质量图像的重要途径     

科学级CCD相机像不一致特性及其校正研究

科学级CCD相机是目前微光图像增强及其光电转换的重要器件，本文从图像转换质量的角度，以科学级CCD相机为对象，研究了面阵CCD像元特性不一致性的性质及其校正方法，揭示了这种不一致性是造成图像降质的重要原因，采用本文提出的CCD像元校正方法是获取高质量图像的重要途径。     

基于时域统计的非均匀校正算法

提出从输入辐射和输出响应的概率密度函数角度分析红外焦平面阵列非均匀性问题,并以此建立基于时域统计特性的自适应非均匀校正算法。增益和偏移系数的漂移被看作是离散的缓慢变化的非平稳随机过程。反映输出响应概率密度函数特性的时域直方图被用来计算探测元的增益和偏移系数;自回归模型被用来对未来的增益和偏移系数进行预测。与直接存储图像数据相比,采用时域直方图存储图像的统计信息可以节约大量的存储空间,而且获得时域直方图的方法也非常简单。把算法设计成流水线结构,便可以实现实时的自动漂移补偿的红外热成像系统。真实的红外实验数据说明该算法有显著的非均匀校正效果。     

改进的卡尔曼滤波非均匀性校正算法

针对基于卡尔曼滤波(Kalman filtering,KF)的红外焦平面非均匀性校正算法的计算量和存储量较大,不利于实时性校正的缺点,提出一种改进的卡尔曼滤波非均匀性校正算法。该算法通过线性递归滤波器修正了观测方程,用每一帧块图像的统计均值来代替卡尔曼滤波校正算法中的观测矩阵,使增益矩阵得到简化。Matlab仿真实验结果证明:该算法的校正效果与传统的卡尔曼滤波校正算法相当,但大大减少了计算量和存储空间。     

红外超光谱成像仪电路的设计与仿真

提出了一种基于HgCdTe短波红外焦平面阵列的红外成像电路设计方案.该系统的逻辑电路以FPGA芯片为核心,采用VHDL硬件描述语言自顶向下设计了时序逻辑,采用多点校正算法对输出的图像进行了非均匀性校正.最后与采用一般两点法校正的图像进行了对比,设计结果达到了预期目的.     

一种新型红外焦平面阵列非均匀校正算法

针对现有红外热像产品多采用一点+两点的校正方式,存在增加结构复杂度和整机功耗的问题,开发研究一种新型的红外焦平面阵列非均匀性的校正方法.介绍非均匀性的3种定义,给出非均匀校正的常用方法,在以ULIS0304为试验件的基础上详细论述红外焦平面阵列非均匀性的校正方法,并比较各温度校正前后直方图.结果表明:校正后图像矩阵的非均匀性基本为0,算法有效.     

一种新型实时两点非均匀性校正方法

针对探测器响应的非线性以及探测器响应随时间偏移两大问题,提出了一种新型实时两点非均匀性校正法.该方法可弥补两点校正法无法在线实时校正的不足,且抑制了工作环境的剧烈变化对探测器非均匀性的影响.本文以气动热环境下的红外焦平面探测系统为研究对象,对新型实时两点非均匀性校正法的校正过程进行具体的仿真计算和理论论证.结果表明:本...     

RBF神经网络在压力测量系统校正中的应用

针对某火工品爆炸压力测量系统的非线性误差及温漂的问题,推导出系统的输出与压力传感器输入和环境温度的关系,使用RBF神经网络逼近系统的输入输出模型以消除误差,并用LabVIEW编程实现。使用该方法校正后的系统能够自动补偿非线性误差和抑制温漂。实际测量结果表明,校正前的系统误差〈=2％,校正后的系统误差〈=0．4％,说明该方法补偿效果好,适合于在压力测量系统中使用。     

基于DM3730 平台的智能数字视频监控系统

针对传统PC平台的监控系统成本高、运算能力低、功能单一、体积大、操作复杂、使用范围受限的问题,设计及实现了一款以TI公司的DM3730为核心的智能数字监控系统。该监控系统采用模块化设计,以Linux为操作系统,扩展有多种显示输出接口,配置标准CMOS图像传感器,千兆以太网口等模块。该系统能自动分析视频流,主动检测、识别、跟踪及预警威胁目标,并用以太网实现视频的压缩传输,具备低成本、可靠性高、虚警率低的特点。     

基于粒子群优化的地磁传感器非对准误差校正方法

针对椭球拟合校正方法中存在的旋转模糊性问题,提出了一种基于粒子群优化(PSO)的自主校正方法实现对地磁传感器非对准误差的估计,无需外部传感器辅助即可准确地求解地磁传感器的12个校正参数。采用仿真和实验数据验证了改进算法的性能,仿真结果显示该方法在椭球拟合校正方法的基础上将滚转角的测量精度从8°提高到1°,转台实验结果也表明所提出的自主校正方法提高了滚转角的实时测量精度。     

应用常值统计约束的非均匀性校正——模拟与数字实现

现时的红外焦平面阵列(IRFPA)受限于各敏感元件差异校正后的不稳定性。一般,片外数字校正用于校正这类探测器阵列的非均匀性,启动时用专门的校准图像去校正系统。这种一次性校正程序来考虑其它的工作点,且不能对参数漂移作再校正。利用神经生物学的启示,我们发展了一种用于IRFPA非均匀性校正的常值统计约束(CS)算法。对被观察景物作些简单的假设,即可对增益与偏置成功地实现校正。我们给出了利用数字实现的一维与二维校正结果,同时表明在收敛速度和计算复杂性方面,常值统计约束算法优于由Scribner发展的基于LMS(最小均方)的非均匀性校正。最后,我们评论了模拟电路的结果,它是用2μm CMOS技术设计与制造的。测试我们的试验芯片表明,对输入信号的增益与偏置变化,系统实现了不变性。此硬件的目标是最后应用于焦平面上或其后的硬件实现中。     

引信天线罩形变遥测图像动态测试方法

针对传统形变测试方法不适用于在高速、高温、高过载的恶劣环境中进行引信天线罩形变动态测试的问题,提出一种基于遥测的非接触式引信天线罩形变动态测试方法。该方法将CMOS图像传感器安装在天线罩内部,对飞行过程中引信天线罩内表面进行在线拍摄,将拍摄到的图像利用无线遥测传输到地面,通过地面图像分析和特征解算获得引信天线罩的变形量曲线。其中变形量计算的关键技术采用了Hough圆检测方法,具有精度高、抗干扰能力强等优点。实验结果表明,该方法满足天线罩动态测试需求,能够测量出天线罩飞行过程中产生的形变量。     

大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜科学级CCD相机低嗓声设计和检测

结合实际测试结果,介绍了大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜( LAMOST)低色散光谱仪所使用的科学级CCD相机的系统设计与检测技术。LAMOST科学级CCD相机系统由大面阵CCD芯片、相机头、制冷系统、控制器及其软件组成,其CCD控制器的设计实现低噪声、多路图像读出、像素合并及陷阱测试等功能,满足LAMOST工程的设计要求。介绍了科学级CCD相机增益、读出噪声、暗电流,满阱等指标的测试方法,该技术方法适用于其它领域同类型科学级CCD相机的研制和检测。     

CMOS图像传感器IBIS5-A-1300多斜率光积分的研究

介绍CMOS图像传感器IBIS5-A-1300在同步快门下采用多斜率积分提高动态范围的方法。及采用有限状态机设计多斜率积分程序的方法、流程，给出实验结果，并对该方法可行性进行分析。     

基于图像透视畸变校正的调炮速度测量方法

针对传统调炮速度测试过程繁琐、测量精度低的问题,提出了一种图像透视畸变校正的调炮速度测量方法。采用激光器、靶板、CCD相机和计算机构建调炮速度测量系统,利用CCD相机实时记录激光在靶板上的光斑位置,根据光斑的位移和时间解算出调炮速度。利用特征点成像,通过透视变换原理构建变换矩阵求得图像校正模型,进而实现光斑靶板图像的透视畸变校正,在校正后的图像上提取光斑并计算出光斑质心,获取光斑质心的位移和时间,最终解算出调炮速度。实验结果表明：与传统的图像测量方法相比,利用该方法测量调炮速度的精度提高了10倍,满足靶场对高精度测量调炮速度的要求;该方法适用于靶场测试以及其他调炮速度的实际测量工程。     

基于三维块匹配与改进Top-hat的红外图像目标检测方法

针对复杂背景干扰下难以精确检测出红外图像目标的问题,提出基于三维块匹配(BM3D)与改进顶帽(Top-hat)的红外图像目标检测方法。该方法首先采用三维块匹配算法对红外图像进行滤波,更好地保留图像的边缘信息;其次构建改进Top-hat算子,利用不同大小、不同形状的结构元素对滤波后图像进行背景估计,得到校正后图像;最后对校正后图像进行阈值分割,得到目标图像。仿真实验结果表明,与经典Top-hat算法比较,提出的方法能够有效地增强红外图像对比度、抑制噪声干扰、减弱非均匀加热背景的影响,从而突出红外图像目标信息,使得红外图像目标检测更加准确。     

基于相位一致性的结构相似度图像融合质量评价方法

在红外(IR)图像和可见光CCD图像融合效果评价中,结构轮廓对人眼感知的影响非常重要,而相位一致性（PC）模型生成的PC图像很好地在红外(IR)图像和可见光CCD图像融合效果评价中,结构轮廓对人眼感知的影响非常重要,而相位一致性（PC）模型生成的PC图像很好地保留了结构轮廓特征,且不受图像亮度和对比度变化的影响。提出了基于PC的结构相似度（SSIM）图像融合质量评价方法;利用SSIM模型分别产生融合图像相对于IR图像和可见光CCD图像的SSIM图像;根据PC模型产生IR和可见光CCD各自的PC图像;根据人眼对轮廓和非轮廓区域的重视程度的不同,利用各自的PC图像对SSIM图像进行加权; 最终利用信息熵加权得到融合图像的评价指标。实验中,在对实验图像进行主观评价和多种客观评 价指标计算的基础上,首次计算了非线性相关系数和斯皮尔曼等级相关系数(SROCC),最后统计分析实验数据。实验结果表明该方法较以往评价方法具有更好的主客观一致性。     

基于Chebyshev插值算法的实时鱼眼图像校正

针对鱼眼镜头由于视场大而导致畸变的问题,对其拍摄的视频图像进行畸变校正。采用 Chebyshev 插值算法,将鱼眼镜头的非线性校正函数转换为多项式校正函数,采用流水线法快速计算多项式校正函数,并通过实例进行实验验证。结果表明：该方法能实现FPGA(field programmable gate array)平台上的实时鱼眼校正,其效果明显,实时性强。     

基于景物的凝视红外焦平面阵列非均匀性校正

在高灵敏度和快帧速方面,凝视红外探测器阵列为高级红外系统提供了极大的潜力。由于探测器和出电路的非均匀性,所有的阵列均需要光学校准和输出信号校正。若像元输出是精确线性的时间稳定的,可以一次性地校正像元的非均匀性、然而,系统的不稳定、像元的非均匀性以及１／ｆ噪声,要求连续地再校准。比如,在不迩链中插入黑体源。一种更为优良和有效的方法是基于被观察景物辐射水平的这时再校准。