【摘要】：圖像是人類(lèi)獲取和記錄信息的重要手段,在光電信息探測(cè)領(lǐng)域有著無(wú)可替代的作用。近年來(lái),以紅外波段與可見(jiàn)光波段為代表的多波段融合成像技術(shù),能夠提取兩個(gè)波段圖像的優(yōu)勢(shì)特征,增強(qiáng)人們?cè)谔綔y(cè)領(lǐng)域?qū)D像的認(rèn)知和理解能力,已經(jīng)大量應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中。通過(guò)廣泛地查閱文獻(xiàn)及研究相關(guān)系統(tǒng),并且充分考慮開(kāi)發(fā)難度與應(yīng)用擴(kuò)展性后,本設(shè)計(jì)采用嵌入式FPGA平臺(tái)加PC平臺(tái)的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案。圍繞紅外與可見(jiàn)光的圖像融合系統(tǒng),本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:1.進(jìn)行了紅外探測(cè)器與可見(jiàn)光傳感器成像原理研究。分別探討了現(xiàn)今主流的非制冷電阻型熱輻射焦平面探測(cè)器與CCD傳感器、CMOS傳感器所涉及的材料,工藝以及基本物理原理。以此研究為指導(dǎo),最后選定大立科技DLD384型探測(cè)器為紅外探測(cè)器,索尼IMX322型CMOS傳感器為可見(jiàn)光傳感器。2.深入研究了紅外與可見(jiàn)光圖像融合算法及相關(guān)理論。研究的算法主要包括:紅外圖像的非均勻校正算法,圖像增強(qiáng)算法,偽彩變換算法,圖像配準(zhǔn)算法以及紅外與可見(jiàn)光圖像融合算法。并且以上述紅外與可見(jiàn)光圖像融合理論為基礎(chǔ),兼顧融合效果與算法運(yùn)行效率,提出一種能夠快速實(shí)現(xiàn)的區(qū)域融合算法。3.進(jìn)行圖像采集系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)包括:DLD384探測(cè)器控制電路,IMX322傳感器控制電路,FPGA交互控制電路,SDRAM控制電路,USB3.0傳輸控制芯片外圍電路。并以上述設(shè)計(jì)為基礎(chǔ),進(jìn)行PCB設(shè)計(jì),繪制PCB電路板。程序設(shè)計(jì)包括:FPGA邏輯控制程序設(shè)計(jì),DLD384探測(cè)器與IMX322傳感器控制程序設(shè)計(jì),SDRAM讀寫(xiě)程序設(shè)計(jì),USB3.0控制程序設(shè)計(jì)。4.利用設(shè)計(jì)的前端圖采集系統(tǒng),結(jié)合上位PC機(jī),搭建圖像融合的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。在上位PC機(jī)中,使用C++語(yǔ)言結(jié)合OpenCV庫(kù)對(duì)算法進(jìn)行實(shí)現(xiàn),并且使用Qt框架編寫(xiě)GUI界面。對(duì)前端采集的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行非均勻校正,圖像配準(zhǔn)以及圖像融合實(shí)驗(yàn),最后對(duì)結(jié)果進(jìn)行了評(píng)價(jià)和分析。本文的研究實(shí)現(xiàn)了紅外與可見(jiàn)光圖像的采集,并在PC端完成了圖像融合。從融合效果上看,主觀觀察和客觀指標(biāo)計(jì)算都說(shuō)明,融合后的圖像相比單波段圖像的信息量大大增加。從算法效率上看,在目前的實(shí)驗(yàn)條件下,單幀的融合處理時(shí)間達(dá)到了0.037秒左右,能夠應(yīng)用于紅外與可見(jiàn)光融合的視頻流處理。
【圖文】：

PI200圖像融合系統(tǒng)

黑體光譜輻射度曲線
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TP391.41;TN219

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2681471