本文關(guān)鍵詞：長(zhǎng)波紅外高光譜成像信息獲取與處理關(guān)鍵技術(shù)研究

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【摘要】：長(zhǎng)波紅外高光譜具有突出的目標(biāo)識(shí)別能力和探測(cè)效率,主要應(yīng)用于化學(xué)氣體檢測(cè)、資源調(diào)查、天文觀測(cè)等物體輻射譜精確探測(cè)領(lǐng)域,研究意義及價(jià)值重大。針對(duì)長(zhǎng)波紅外系統(tǒng)噪聲大、信噪比低的問(wèn)題,從系統(tǒng)角度利用三維噪聲模型分析噪聲,根據(jù)分析結(jié)果研究了信息獲取與處理系統(tǒng)的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù),提高了長(zhǎng)波紅外系統(tǒng)的信噪比和圖像質(zhì)量。論文主要研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)如下:1)針對(duì)目前紅外成像系統(tǒng)噪聲分析與計(jì)算方法不夠全面的問(wèn)題,本文從系統(tǒng)角度引入三維噪聲模型理論,闡述三維噪聲模型的數(shù)學(xué)定義,推導(dǎo)出噪聲分量具體計(jì)算公式,并將該模型應(yīng)用于常規(guī)設(shè)計(jì)的長(zhǎng)波紅外成像系統(tǒng),進(jìn)行定量的噪聲分析,為紅外系統(tǒng)噪聲分析提供了一個(gè)有力的工具,同時(shí)三維噪聲模型理論科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)且全面,可作為紅外圖像噪聲性能的一種評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),具有較高的實(shí)用價(jià)值;2)從紅外探測(cè)器輸出信號(hào)的特點(diǎn)出發(fā),本文通過(guò)理論分析和仿真發(fā)現(xiàn),信號(hào)的高頻分量主要對(duì)信號(hào)上升時(shí)間起作用,而對(duì)信號(hào)幅值影響很小,通過(guò)優(yōu)化選擇系統(tǒng)帶寬以及控制ADC采樣位置,既能做到信息的有效獲取,又能大幅壓縮系統(tǒng)帶寬,從而相比于常規(guī)設(shè)計(jì)方法大幅降低了系統(tǒng)時(shí)間噪聲;3)根據(jù)經(jīng)典的Mooney像元響應(yīng)模型,本文推導(dǎo)出像元的線性響應(yīng)模型,并以此為理論基礎(chǔ),提出并研究了一種模擬前端的實(shí)時(shí)非均勻性硬件校正技術(shù),對(duì)校正原理、實(shí)現(xiàn)方法以及校正誤差進(jìn)行分析,最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該技術(shù)的校正效果,通過(guò)對(duì)比校正前后圖像以及圖像空間噪聲數(shù)值,發(fā)現(xiàn)該技術(shù)校正效果良好,非均勻性得到了明顯的改善。同時(shí),該技術(shù)具有實(shí)時(shí)、高速、大面陣的優(yōu)點(diǎn),工程實(shí)用價(jià)值大,為非均勻性校正方法提供了新的思路,具備一定指導(dǎo)意義。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院(上海技術(shù)物理研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TP751

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本文編號(hào)：1301262