本文關(guān)鍵詞：基于國(guó)產(chǎn)紅外焦平面陣列的非均勻性校正技術(shù)研究

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【摘要】：紅外焦平面陣列(IRFPA)成像系統(tǒng)是凝視型紅外成像系統(tǒng)的核心,是目前發(fā)展最為迅速紅外成像技術(shù)之一,被廣泛應(yīng)用于不同的領(lǐng)域。由于西方國(guó)家在該領(lǐng)域上對(duì)我國(guó)的技術(shù)封鎖,導(dǎo)致國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展較為緩慢。目前我國(guó)已經(jīng)能夠自主研制出國(guó)產(chǎn)化的IRFPA探測(cè)器,但是受制造工藝、材料水平等技術(shù)條件限制,其性能指標(biāo)與國(guó)外同類產(chǎn)品相比還存在很大差距,特別是像元響應(yīng)的非均勻性較為嚴(yán)重。本論文以廣微積電GWIR 0302 XIA 640x512國(guó)產(chǎn)探測(cè)器為研究對(duì)象,分析了探測(cè)器的性能指標(biāo)和成像特點(diǎn),介紹了熱成像系統(tǒng)中常用的基于定標(biāo)非均勻性校正算法和基于場(chǎng)景非均勻性校正算法,并在此基礎(chǔ)分別提出改進(jìn)方案。對(duì)于基于定標(biāo)非均勻校正算法,針對(duì)目前基于片內(nèi)ROM架構(gòu)的片上非均勻性校正字(OCC)定標(biāo)技術(shù)嚴(yán)重消耗FPGA內(nèi)部邏輯資源,校正時(shí)依賴原廠OCC測(cè)試數(shù)據(jù)等問(wèn)題,提出了基于FLASH +SDRAM的自適應(yīng)校正字傳輸技術(shù),不但提升了OCC數(shù)據(jù)的傳輸速率,同時(shí)能自適應(yīng)地得到探測(cè)器最佳輸出所需的OCC數(shù)據(jù)。針對(duì)目前基于擋片的定標(biāo)算法存在盲視效應(yīng)等問(wèn)題,提出了改進(jìn)的基于圖像補(bǔ)償?shù)男滦投?biāo)技術(shù),該方法無(wú)需周期性的擋片校正,能長(zhǎng)時(shí)間保證圖像質(zhì)量不退化。對(duì)于基于場(chǎng)景的非均勻校正算法,針對(duì)目前基于場(chǎng)景算法中存在的模型復(fù)雜,場(chǎng)景先驗(yàn)要求高,鬼影現(xiàn)象等問(wèn)題,提出了一種新的基于全變分的非均勻性校正方程,并通過(guò)Split Bregman法對(duì)該方程進(jìn)行迭代最優(yōu)化。該方法通過(guò)單幀圖像信息即可完成非均勻性校正任務(wù),具有計(jì)算復(fù)雜度低,場(chǎng)景適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)設(shè)計(jì)了一個(gè)基于CUDA+VS2010的GPU平臺(tái)進(jìn)行運(yùn)算仿真,使算法能實(shí)時(shí)的應(yīng)用于紅外視頻流中。
【關(guān)鍵詞】：紅外焦平面陣列 自適應(yīng)片上非均勻性校正 圖像補(bǔ)償 單幀非均勻性校正
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN215;TP391.41
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 緒論7-14
• 1.1 紅外熱成像系統(tǒng)發(fā)展概況7-9
• 1.2 非均勻性校正技術(shù)發(fā)展概況9-11
• 1.3 當(dāng)前非均勻性校正算法的局限性11-13
• 1.4 論文主要工作內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排13-14
• 2 國(guó)產(chǎn)紅外焦平面陣列成像系統(tǒng)分析14-29
• 2.1 國(guó)產(chǎn)紅外焦平面陣列探測(cè)器性能分析14-18
• 2.1.1 GWIR 0302 X1A探測(cè)器簡(jiǎn)介14-16
• 2.1.2 GWIR 0302 X1A探測(cè)器優(yōu)缺點(diǎn)分析16-18
• 2.2 國(guó)產(chǎn)紅外焦平面成像系統(tǒng)硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)18-24
• 2.3 國(guó)產(chǎn)紅外焦平面成像系統(tǒng)圖像處理算法設(shè)計(jì)24-28
• 2.3.1 紅外成像缺陷分析24-25
• 2.3.2 紅外圖像處理算法硬件實(shí)現(xiàn)流程25-28
• 2.4 本章小節(jié)28-29
• 3 改進(jìn)的基于校正字輸入和擋片架構(gòu)的定標(biāo)算法29-43
• 3.1 片上非均勻性校正技術(shù)簡(jiǎn)介29-30
• 3.2 基于擋片定標(biāo)非均勻性校正技術(shù)簡(jiǎn)介30-32
• 3.3 改進(jìn)的基于FLASH+SDRAM自適應(yīng)片上非均勻性校正技術(shù)32-38
• 3.4 改進(jìn)的基于圖像補(bǔ)償?shù)亩?biāo)算法38-42
• 3.5 本章小節(jié)42-43
• 4 改進(jìn)的基于全變分模型單幀非均勻性校正算法43-57
• 4.1 基于場(chǎng)景單幀非均勻校正算法概述43-44
• 4.2 全變分理論簡(jiǎn)介及在圖像處理中的應(yīng)用44-45
• 4.3 改進(jìn)的全變分模型校正紅外圖像條紋非均勻性45-47
• 4.4 基于Split-Bregman法的模型最優(yōu)化過(guò)程47-50
• 4.5 基于CUDA+VS2010的GPU仿真平臺(tái)50-52
• 4.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析52-56
• 4.6.1 仿真結(jié)果定性分析53-55
• 4.6.2 仿真結(jié)果定量分析55-56
• 4.7 本章小節(jié)56-57
• 5 結(jié)論與展望57-58
• 5.1 本文工作總結(jié)57
• 5.2 研究展望57-58
• 致謝58-59
• 參考文獻(xiàn)59-62
• 附錄62

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本文編號(hào)：824027