本文關(guān)鍵詞：泄漏氣體紅外圖像增強(qiáng)顯示技術(shù)研究

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【摘要】：泄漏氣體紅外成像系統(tǒng)以泄漏氣體對中波和長波紅外輻射的強(qiáng)烈吸收為機(jī)理、在大氣窗口下借助紅外熱成像系統(tǒng)對微弱溫度差異的探測靈敏度,對從泄漏點(diǎn)逃逸出來、還沒有完全擴(kuò)散到大氣中的一定區(qū)域內(nèi)的氣體進(jìn)行成像(本文的泄漏氣體主要指工業(yè)氣體),其輸出的圖像是紅外圖像,泄漏氣體因吸收背景輻射而在圖像中呈灰黑色(本文將含有泄漏氣體的圖像稱為泄漏氣體紅外圖像)。本文以泄漏氣體紅外成像為研究背景,針對泄漏氣體紅外圖像存在噪聲大、細(xì)節(jié)信息少和彩色化處理后氣體信息丟失等問題,開展泄漏氣體圖像增強(qiáng)的研究,便于泄漏氣體區(qū)域更好地顯示出來。紅外圖像的隨機(jī)噪聲由探測器及處理電路引入,需要在圖像預(yù)處理階段進(jìn)行處理,保留盡可能多的細(xì)節(jié),同時(shí)降低噪聲。圖像的弱細(xì)節(jié)一部分原因是由于探測器本身的像元規(guī)模限制了空間分辨力,另一部分原因是由于14bits紅外圖像在不合適的壓縮過程中細(xì)節(jié)丟失。圖像中氣體區(qū)域的處理方法往往采用粗糙的圖像差分和彩色賦值,引起目標(biāo)提取錯(cuò)誤和氣體信息丟失。本文針對以上問題,提出綜合模擬退火算法和圖像質(zhì)量評價(jià)的自適應(yīng)小波降噪?yún)?shù)優(yōu)化的方法,以及實(shí)現(xiàn)了一套基于梯度增強(qiáng)和灰度壓縮的紅外圖像細(xì)節(jié)增強(qiáng)算法,并提出了基于光流算法的氣體區(qū)域提取彩色化方案。其中,自適應(yīng)小波降噪?yún)?shù)優(yōu)化算法將圖像質(zhì)量評價(jià)作為模擬退火算法中的懲罰函數(shù),經(jīng)過多次啟發(fā)式搜索后獲得小波降噪中合適的閾值。經(jīng)過圖像人眼視覺效果及圖像質(zhì)量評價(jià)對比,算法有效。紅外圖像細(xì)節(jié)增強(qiáng)算法在14bits圖像中獲取和增強(qiáng)圖像微弱細(xì)節(jié)信息,采用最小化平方梯度差和,使原紅外圖像梯度逼近目標(biāo)圖像梯度。算法經(jīng)過與直方圖均衡算法的對比分析,獲得較好的細(xì)節(jié)和對比度增強(qiáng)效果�；诠饬魉惴ǖ臍怏w區(qū)域彩色化方案,利用光流算法獲得氣體區(qū)域內(nèi)像素點(diǎn)的位移,經(jīng)過顏色空間映射,通過飽和度信息與原灰度圖加權(quán)疊加,獲得具有速度信息的偽彩色氣體圖像,在增強(qiáng)氣體區(qū)域的同時(shí)保留了氣體區(qū)域的速度信息及背景的細(xì)節(jié)。本研究工作在以往泄漏氣體紅外圖像增強(qiáng)顯示研究工作的基礎(chǔ)上做出一些新的嘗試。
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP391.41

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本文編號：1294642