紅外成像導引技術作為一門軍用高新技術,現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應用于各種武器裝備中。紅外導引系統(tǒng)是利用紅外成像導引技術來實現(xiàn)目標識別與跟蹤的,紅外圖像的質量直接關乎目標識別的精度,由于導引系統(tǒng)在紅外成像時存在非均勻性和盲元等固定模式噪聲,而基于場景的噪聲抑制方法具有收斂速度慢、硬件難以實現(xiàn)等缺點,所以一般采用標定的方法抑制紅外圖像的固定模式噪聲。本文對導引系統(tǒng)基于標定的噪聲抑制方法,包括非均勻性校正方法、盲元檢測與補償方法進行了深入研究,并設計了一套紅外圖像采集與標定系統(tǒng)對固定模式噪聲的抑制方法進行驗證。主要研究內(nèi)容包括:首先,對導引系統(tǒng)紅外圖像的特點進行分析,包括非均勻性和盲元的產(chǎn)生原因,并闡述了標定的必要性。針對導引系統(tǒng)紅外成像時的非均勻性和盲元噪聲,重點研究了非均勻性校正方法和盲元檢測與補償方法,對于非均勻性校正,研究一種自適應分段校正方法;對于盲元檢測,研究了一種改進的基于滑動窗口的3σ檢測方法和一種基于SVM與3σ結合的新型檢測方法;對于盲元補償,研究了鄰域替代法及其改進方法。仿真結果表明,經(jīng)過非均勻性校正和盲元檢測與補償后,較好的抑制了導引系統(tǒng)紅外圖像的固定模式噪聲。其次,為了驗證標定... 

【文章來源】：北京交通大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１紅外導引系統(tǒng)標定流程圖??Ｆｉｇ．２－１?Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ?ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｉｎｆｒａｒｅｄ?ｇｕｉｄａｎｃｅ?ｓｙｓｔｅｍ??

與探測器的材料、制造工藝水平、讀出電路的非線性等因素有關，相關研究學者??通過大量實驗數(shù)據(jù)擬合紅外焦平面陣列的響應，發(fā)現(xiàn)其響應曲線近似呈“Ｓ”型，如??圖２－２所示。??１?／??輻射通量??圖２－２非線性響應模型曲線??Ｆｉｇ．２－２?Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ?ｒｅｓｐｏｎｓｅ?ｍｏｄｅｌ?ｃｕｒｖｅ??其響應一般要經(jīng)歷由截止狀態(tài)到緩慢上升、線性增長、趨于飽和這樣的三個??變化過程，可用式２－９表示非線性響應模型：??Ｎ，＝?°！?＋?ｄ：ｌ?（２－９）??ｌ?＋?ｅｘｐ（＼．《?＋?ｃ＂）??其中，４為絕對溫度為ｒ的黑體輻射到紅外焦平面陣列的輻射通量，％＼、??ｃｙ、４為探測元（／，／）的響應參數(shù)，也正是由于每個探測元這四個參數(shù)不同，導致??紅外圖像的非均勻性［４２］。??２．２．２常用非均勻性校正方法??（１）兩點校正法??兩點校正法是工程中最常用的非均勻性校正算法，其原理簡單，計算量小，??１２??

與探測器的材料、制造工藝水平、讀出電路的非線性等因素有關，相關研究學者??通過大量實驗數(shù)據(jù)擬合紅外焦平面陣列的響應，發(fā)現(xiàn)其響應曲線近似呈“Ｓ”型，如??圖２－２所示。??１?／??輻射通量??圖２－２非線性響應模型曲線??Ｆｉｇ．２－２?Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ?ｒｅｓｐｏｎｓｅ?ｍｏｄｅｌ?ｃｕｒｖｅ??其響應一般要經(jīng)歷由截止狀態(tài)到緩慢上升、線性增長、趨于飽和這樣的三個??變化過程，可用式２－９表示非線性響應模型：??Ｎ，＝?°！?＋?ｄ：ｌ?（２－９）??ｌ?＋?ｅｘｐ（＼．《?＋?ｃ＂）??其中，４為絕對溫度為ｒ的黑體輻射到紅外焦平面陣列的輻射通量，％＼、??ｃｙ、４為探測元（／，／）的響應參數(shù)，也正是由于每個探測元這四個參數(shù)不同，導致??紅外圖像的非均勻性［４２］。??２．２．２常用非均勻性校正方法??（１）兩點校正法??兩點校正法是工程中最常用的非均勻性校正算法，其原理簡單，計算量小，??１２??

【參考文獻】：
期刊論文
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[4]采用特征直方圖的紅外焦平面陣列盲元檢測方法[J]. 張紅輝,羅海波,余新榮,丁慶海.  紅外與激光工程. 2014(06)
[5]基于參考輻射源標定的紅外成像非均勻校正技術[J]. 羅易雪,湯心溢,王宇,劉鵬.  紅外技術. 2014(04)
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[8]紅外探測器非均勻性校正系統(tǒng)研制[J]. 朱瑞飛,王超,魏群,賈宏光,周文明.  紅外與激光工程. 2013(07)
[9]一種新的紅外焦平面陣列盲元檢測算法[J]. 姚琴芬,顧國華.  紅外技術. 2012(08)
[10]一種基于狀態(tài)機的串口通信協(xié)議的設計與實現(xiàn)[J]. 李瑩,賈彬.  電子設計工程. 2012(07)

碩士論文
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[4]紅外圖像實時非均勻性校正技術研究[D]. 雷曉杰.南京理工大學 2013
[5]天基背景下的紅外弱小目標檢測[D]. 魏亞姣.西安電子科技大學 2010
[6]紅外圖像預處理算法研究[D]. 安陽.武漢理工大學 2008
[7]紅外成像預處理關鍵技術研究[D]. 崔瑞青.西北工業(yè)大學 2007
[8]基于標定的紅外探測器非均勻校正算法研究[D]. 姜瑾.華中科技大學 2007
[9]紅外圖像非均勻性參數(shù)測試與校正系統(tǒng)研究[D]. 姬皓婷.南京理工大學 2004
[10]先進紅外成像制導技術研究[D]. 王立.西北工業(yè)大學 2001



本文編號：3277679