【摘要】：近年來紅外成像技術(shù)取得了飛速的發(fā)展,隨著焦平面陣列工藝的不斷進(jìn)步以及紅外圖像處理技術(shù)的不斷成熟,紅外成像系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)逐漸從軍用轉(zhuǎn)向了民用領(lǐng)域,市場前景相當(dāng)可觀。但紅外探測器因其自身材料、工藝的缺陷導(dǎo)致紅外圖像的成像效果并不是特別理想:噪聲大、對比度低、分辨率低以及非均勻性等都是紅外圖像不可避免的缺點(diǎn),這直接導(dǎo)致了原始紅外圖像的利用價(jià)值不高。因此具備實(shí)時(shí)圖像處理功能是現(xiàn)在紅外成像系統(tǒng)的基本要求。本文將對現(xiàn)有的紅外圖像處理算法進(jìn)行分析,針對紅外圖像的缺陷對其進(jìn)行相應(yīng)的處理:利用兩點(diǎn)校正算法來去除紅外圖像的非均勻性、利用盲元校正算法和中值濾波算法來減少紅外圖像的噪聲、利用直方圖均衡算法來提高紅外圖像的對比度,并考慮到紅外成像實(shí)時(shí)性的要求,利用FPGA實(shí)時(shí)處理數(shù)據(jù)的特點(diǎn),最終完成的是一個基于FPGA非制冷型小型紅外熱成像系統(tǒng)。本文詳細(xì)介紹了該紅外熱成像系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路與步驟,包括NIOS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、紅外圖像處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和驅(qū)動的設(shè)計(jì),以及各個功能模塊具體硬件實(shí)現(xiàn)過程。在整個系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中秉持的是資源節(jié)省的態(tài)度,在功能模塊的實(shí)現(xiàn)上進(jìn)行優(yōu)化,減少邏輯資源的使用,力求用最小的芯片資源占用率設(shè)計(jì)出性能最佳的系統(tǒng)。從最終的結(jié)果看出,本系統(tǒng)能夠成功的實(shí)時(shí)成像,并且消除了紅外圖像因其非均勻性產(chǎn)生的條紋、噪聲以及提高了圖像整體對比度,完成了設(shè)計(jì)要求與既定目標(biāo)。
[Abstract]:In recent years, infrared imaging technology has made rapid development. With the development of focal plane array technology and the maturity of infrared image processing technology, the application of infrared imaging system has gradually shifted from military to civilian field. The market outlook is considerable. However, because of its own material and defects of technology, the infrared image imaging effect is not particularly ideal: high noise, low contrast, low resolution and non-uniformity are the inevitable shortcomings of infrared image. This directly leads to the low utilization value of the original infrared image. Therefore, the function of real-time image processing is the basic requirement of infrared imaging system. In this paper, the existing infrared image processing algorithms will be analyzed, and the corresponding processing of infrared image defects will be carried out: using two-point correction algorithm to remove the non-uniformity of infrared image, Blind element correction algorithm and median filter algorithm are used to reduce the noise of infrared image, histogram equalization algorithm is used to improve the contrast of infrared image, and considering the requirement of real-time infrared imaging, the characteristics of real-time data processing by FPGA are used. Finally, a small infrared thermal imaging system based on FPGA is completed. This paper introduces the design ideas and steps of the infrared thermal imaging system in detail, including the design of NIOS system, the design and driving design of infrared image processing system, and the hardware realization process of each function module. In the design process of the whole system, we adopt the attitude of saving resources, optimize the realization of function modules, reduce the use of logical resources, and strive to design the system with the best performance with the minimum utilization rate of chip resources. From the final results, the system can successfully real-time imaging, and eliminate the infrared image because of its inhomogeneity of the fringe, noise and improve the overall contrast of the image, the design requirements and goals are achieved.
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP391.41;TN219

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 付冬梅,羅得貴,李曉剛;紅外圖像及數(shù)據(jù)的框架結(jié)構(gòu)式數(shù)據(jù)庫保存方法[J];激光與紅外;2000年06期

2 陳東,黃勇杰,沈振康;紅外圖像目標(biāo)分割方法研究[J];系統(tǒng)工程與電子技術(shù);2002年01期

3 王立;王國鋒;劉巖;常青;李言俊;;基于背景模擬的紅外圖像分割方法[J];彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào);2002年S2期

4 楊慶華,徐育新;紅外圖像處理技術(shù)在冶金中的應(yīng)用[J];測控技術(shù);2005年06期

5 左崢嶸;張?zhí)煨?施長城;;地面場景紅外圖像特征分析[J];紅外與激光工程;2006年03期

6 張勵;馮曉晨;張琰;張宏俊;;基于電阻陣的紅外圖像實(shí)時(shí)生成和顯示系統(tǒng)[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào);2006年S2期

7 劉政清;楊華;;紅外圖像降質(zhì)因素分析及增強(qiáng)效果評價(jià)[J];航天電子對抗;2006年06期

8 鄭小寶;王仕成;張金生;廖守億;蘇德倫;;紅外圖像實(shí)時(shí)生成系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性實(shí)現(xiàn)[J];電訊技術(shù);2008年11期

9 袁勝智;謝曉方;郭清風(fēng);朱銳;;基于感興趣區(qū)自動提取的紅外圖像壓縮研究[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究;2008年12期

10 顧國華;王忠林;陳錢;;基于運(yùn)動目標(biāo)的二維時(shí)間延遲積分紅外圖像增強(qiáng)[J];紅外技術(shù);2008年03期

相關(guān)會議論文 前10條

1 郭海濤;;艦船紅外圖像處理研究的軍事意義和現(xiàn)狀[A];第六屆全國信息獲取與處理學(xué)術(shù)會議論文集（3）[C];2008年

2 魏新;;紅外圖像處理技術(shù)[A];中國光學(xué)學(xué)會2011年學(xué)術(shù)大會摘要集[C];2011年

3 劉振燾;吳敏;曹衛(wèi)華;何勇;;基于工況識別的高爐最佳紅外圖像選取方法[A];PCC2009—第20屆中國過程控制會議論文集[C];2009年

4 張勵;馮曉晨;張琰;張宏俊;;基于電阻陣的紅外圖像實(shí)時(shí)生成和顯示系統(tǒng)[A];中國系統(tǒng)仿真學(xué)會第五次全國會員代表大會暨2006年全國學(xué)術(shù)年會論文集[C];2006年

5 朱寅;吳敏;曹衛(wèi)華;何勇;;基于小波分解與圖像增強(qiáng)的高爐紅外圖像處理方法[A];第二十七屆中國控制會議論文集[C];2008年

6 王雨;蔣增波;李文剛;;紅外圖像不均勻背景消除方法研究[A];2013年（第五屆）西部光子學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2013年

7 胡以華;蔡曉春;;典型目標(biāo)的紅外圖像光譜分析[A];成像光譜技術(shù)與應(yīng)用研討會論文集[C];2004年

8 李卓;李平;;動態(tài)紅外圖像生成技術(shù)綜述[A];2006年全國光電技術(shù)學(xué)術(shù)交流會會議文集（A 光電系統(tǒng)總體技術(shù)專題）[C];2006年

9 朱斌;樊祥;馬東輝;程正東;;天空紅外圖像非平穩(wěn)背景的小波域抑制[A];第二屆紅外成像系統(tǒng)仿真測試與評價(jià)技術(shù)研討會論文集[C];2008年

10 郭永勝;谷峰;;CCD近紅外圖像特征研究[A];圖像圖形技術(shù)研究與應(yīng)用2009——第四屆圖像圖形技術(shù)與應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集[C];2009年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前2條

1 李錦輝;“顯微近紅外圖像成像方法的研究及其在煙草中的應(yīng)用”項(xiàng)目通過評審[N];中華合作時(shí)報(bào);2009年

2 趙亞平;飛艇：監(jiān)測農(nóng)作物墑情的哨兵[N];科技日報(bào);2004年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 彭巖巖;層狀巖體深部巷道變形破壞物理模擬及紅外探測研究[D];中國礦業(yè)大學(xué)(北京);2015年

2 趙仁濤;基于紅外圖像的銅電解精煉過程狀態(tài)檢測研究[D];北京科技大學(xué);2016年

3 鄭欣;紅外圖像無參考圖評價(jià)方法及應(yīng)用研究[D];電子科技大學(xué);2015年

4 劉俊;基于紅外圖像的內(nèi)河運(yùn)動船舶目標(biāo)檢測和跟蹤技術(shù)研究[D];重慶大學(xué);2008年

5 孫涵;基于紅外圖像的道路識別與運(yùn)動目標(biāo)跟蹤[D];南京理工大學(xué);2005年

6 周欣;紅外圖像視覺效果增強(qiáng)技術(shù)的研究[D];天津大學(xué);2009年

7 簡耀波;紅外圖像處理中的關(guān)鍵算法研究[D];華中科技大學(xué);2009年

8 王曉宇;紅外圖像分析關(guān)鍵技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2008年

9 李江;紅外圖像人臉識別方法研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2005年

10 田思;微光與紅外圖像實(shí)時(shí)融合關(guān)鍵技術(shù)研究[D];南京理工大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 仲玲利;基于FPGA的紅外圖像細(xì)節(jié)增強(qiáng)[D];北京交通大學(xué);2016年

2 王瑞;小波變換在紅外圖像處理中的應(yīng)用研究[D];安徽理工大學(xué);2016年

3 劉紹華;泄漏氣體紅外圖像增強(qiáng)顯示技術(shù)研究[D];北京理工大學(xué);2016年

4 石磊;基于CUDA的一種紅外圖像細(xì)節(jié)增強(qiáng)算法的實(shí)現(xiàn)[D];華中科技大學(xué);2014年

5 相鵬鵬;紅外圖像的超分辨率重構(gòu)算法研究[D];華南理工大學(xué);2016年

6 謝岱偉;紅外圖像細(xì)節(jié)增強(qiáng)算法研究及其FPGA實(shí)現(xiàn)[D];南京理工大學(xué);2016年

7 熊舒望;基于粒子濾波的紅外圖像多目標(biāo)并行跟蹤方法研究[D];南京理工大學(xué);2016年

8 栗英杰;紅外圖像質(zhì)量評價(jià)方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

9 張帆;基于“譜”反演的紅外圖像增強(qiáng)與重建方法研究[D];電子科技大學(xué);2016年

10 范俊;基于紅外車載安全技術(shù)的研究[D];電子科技大學(xué);2016年

，

本文編號：2407057