【摘要】：圖像是人類獲取和記錄信息的重要手段,在光電信息探測領域有著無可替代的作用。近年來,以紅外波段與可見光波段為代表的多波段融合成像技術,能夠提取兩個波段圖像的優(yōu)勢特征,增強人們在探測領域?qū)D像的認知和理解能力,已經(jīng)大量應用于工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中。通過廣泛地查閱文獻及研究相關系統(tǒng),并且充分考慮開發(fā)難度與應用擴展性后,本設計采用嵌入式FPGA平臺加PC平臺的系統(tǒng)實現(xiàn)方案。圍繞紅外與可見光的圖像融合系統(tǒng),本文的主要研究內(nèi)容如下:1.進行了紅外探測器與可見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,最后選定大立科技DLD384型探測器為紅外探測器,索尼IMX322型CMOS傳感器為可見光傳感器。2.深入研究了紅外與可見光圖像融合算法及相關理論。研究的算法主要包括:紅外圖像的非均勻校正算法,圖像增強算法,偽彩變換算法,圖像配準算法以及紅外與可見光圖像融合算法。并且以上述紅外與可見光圖像融合理論為基礎,兼顧融合效果與算法運行效率,提出一種能夠快速實現(xiàn)的區(qū)域融合算法。3.進行圖像采集系統(tǒng)硬件設計與程序設計。硬件設計包括:DLD384探測器控制電路,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。并以上述設計為基礎,進行PCB設計,繪制PCB電路板。程序設計包括:FPGA邏輯控制程序設計,DLD384探測器與IMX322傳感器控制程序設計,SDRAM讀寫程序設計,USB3.0控制程序設計。4.利用設計的前端圖采集系統(tǒng),結合上位PC機,搭建圖像融合的實驗系統(tǒng)。在上位PC機中,使用C++語言結合OpenCV庫對算法進行實現(xiàn),并且使用Qt框架編寫GUI界面。對前端采集的圖像數(shù)據(jù)進行非均勻校正,圖像配準以及圖像融合實驗,最后對結果進行了評價和分析。本文的研究實現(xiàn)了紅外與可見光圖像的采集,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計算都說明,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,在目前的實驗條件下,單幀的融合處理時間達到了0.037秒左右,能夠應用于紅外與可見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
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TP391.41;TN219

【參考文獻】

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本文編號：2681471