紅外熱成像技術(shù)以其全天候工作、精度高、隱蔽性好、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)被廣泛運(yùn)用于軍事領(lǐng)域和民用領(lǐng)域。但由于地表與目標(biāo)溫度高于背景、紅外波段輻射各向同性擴(kuò)散、水汽吸收、大氣散射等因素的存在,導(dǎo)致紅外圖像呈現(xiàn)對比度低、視覺效果模糊的特點(diǎn)。為了去除造成紅外圖像模糊的各向同性熱輻射,突出目標(biāo)和背景的特異性,本文提出了一種基于大氣散射物理模型的紅外圖像增強(qiáng)算法,并以Xilinx公司的Spartan-6 FPGA芯片為控制核心,設(shè)計并實(shí)現(xiàn)了一個紅外圖像增強(qiáng)系統(tǒng)。本文主要工作如下:1.簡述幾種典型的紅外圖像增強(qiáng)算法。結(jié)合紅外圖像的成像特點(diǎn)介紹雙平臺直方圖均衡化、反銳化掩模、Retinex等三種紅外圖像增強(qiáng)算法,在此基礎(chǔ)上引入清晰度評價指標(biāo)、細(xì)節(jié)增強(qiáng)評價指標(biāo)、對比度評價指標(biāo)三種紅外圖像增強(qiáng)效果的客觀評價指標(biāo)以有效分析紅外圖像增強(qiáng)效果。2.改進(jìn)了基于大氣散射物理模型的紅外圖像增強(qiáng)算法。在基于大氣散射物理模型進(jìn)行紅外圖像增強(qiáng)時,需完成大氣光值的估計和透射率的計算。當(dāng)前采用軟摳圖法精細(xì)化大氣透射率的運(yùn)算量大且耗時較長,FPGA硬件不易實(shí)現(xiàn),本文提出用導(dǎo)向?yàn)V波的方法細(xì)化粗糙透射率。針對模糊去除后的紅外圖像亮度偏...

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外紅外圖像增強(qiáng)算法的研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要工作和章節(jié)安排
2 紅外圖像增強(qiáng)的基本算法
    2.1 紅外圖像的特征分析
    2.2 典型的紅外圖像增強(qiáng)算法
        2.2.1 雙平臺直方圖均衡化
        2.2.2 反銳化掩模
        2.2.3 Retinex算法
    2.3 紅外圖像增強(qiáng)效果的評價指標(biāo)
        2.3.1 清晰度評價指標(biāo)
        2.3.2 細(xì)節(jié)增強(qiáng)評價指標(biāo)
        2.3.3 對比度評價指標(biāo)
    2.4 本章小節(jié)
3 基于大氣散射物理模型的紅外圖像增強(qiáng)算法研究
    3.1 大氣散射物理模型
        3.1.1 入射光衰減模型
        3.1.2 大氣光成像模型
        3.1.3 圖像的退化模型
    3.2 基于散射模型的紅外圖像增強(qiáng)算法
        3.2.1 偽暗原色先驗(yàn)的基本理論
        3.2.2 大氣光值的估計
        3.2.3 透射率的細(xì)化及改進(jìn)
        3.2.4 Gamma校正
    3.3 紅外圖像增強(qiáng)算法仿真實(shí)驗(yàn)
    3.4 本章小節(jié)
4 基于大氣散射模型的紅外圖像增強(qiáng)算法的FPGA實(shí)現(xiàn)
    4.1 硬件系統(tǒng)平臺的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)
        4.1.1 FPGA中央處理器
        4.1.2 I2C配置
        4.1.3 視頻數(shù)據(jù)采集
        4.1.4 視頻顯示
    4.2 紅外圖像增強(qiáng)算法的硬件邏輯實(shí)現(xiàn)
        4.2.1 時鐘控制模塊
        4.2.2 濾波窗口生成模塊
        4.2.3 偽暗原色模塊
        4.2.4 大氣光值求取模塊
        4.2.5 粗糙透射率求取模塊
        4.2.6 導(dǎo)向?yàn)V波模塊
        4.2.7 Gamma校正模塊
    4.3 本章小節(jié)
5 紅外圖像增強(qiáng)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    5.1 系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)平臺
    5.2 系統(tǒng)的性能分析
        5.2.1 系統(tǒng)的實(shí)時性分析
        5.2.2 FPGA資源使用情況
    5.3 系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    5.4 本章小節(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄



本文編號：3834387