本文關(guān)鍵詞：紅外熱瞄具成像系統(tǒng)研究

  更多相關(guān)文章： 紅外熱瞄具 非制冷紅外探測(cè)器 紅外圖像算法與仿真 非均勻性校正 圖像增強(qiáng) 小波去噪 SOPCFPGA應(yīng)用

【摘要】：瞄具是槍、火箭筒等現(xiàn)代輕武器系統(tǒng)的眼睛,它直接左右該類武器系統(tǒng)的打擊精度及對(duì)敵目標(biāo)的殺傷效能。本文以紅外探測(cè)體制的瞄具為研究對(duì)象,開展“紅外熱瞄具成像系統(tǒng)研究”,為我軍紅外熱瞄具裝備提供有力的支持,對(duì)我國(guó)紅外熱瞄具發(fā)展和軍用設(shè)備高科技化具有重要意義。本文著重開展紅外圖像處理算法研究及紅外熱瞄具成像系統(tǒng)的工程化實(shí)現(xiàn)。算法研究的基本準(zhǔn)則為從系統(tǒng)角度出發(fā),算法間相輔相承,互為補(bǔ)充,達(dá)到最優(yōu)綜合效果。在借鑒前人多種算法的基礎(chǔ)上,針對(duì)本系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)際,取其優(yōu)點(diǎn),避消缺點(diǎn),重新構(gòu)建了紅外成像系統(tǒng)圖像處理算法流程,提出了基于ROIC的非均勻性校正算法、自適應(yīng)噪聲抑制圖像增強(qiáng)算法及基于信息冗余的小波紅外圖像去噪算法。基于ROIC的非均勻性校正算法,先進(jìn)行單點(diǎn)預(yù)校正,然后利用遮擋板實(shí)現(xiàn)在線多點(diǎn)擬合校正算法。這不僅在功能上具有與傳統(tǒng)的利用黑體進(jìn)行標(biāo)定校正的效果,而且有效克服了傳統(tǒng)預(yù)先存儲(chǔ)校正參數(shù)在工作條件、工作狀態(tài)變化時(shí)失效的缺點(diǎn);自適應(yīng)噪聲抑制圖像增強(qiáng)算法是將結(jié)合全局增強(qiáng)算法與局部增強(qiáng)算法相結(jié)合,兼顧圖像全局對(duì)比度的提升及圖像細(xì)節(jié)的增強(qiáng),并通過噪聲估計(jì)進(jìn)行合理的噪聲抑制,有效壓制了噪聲放大現(xiàn)象。仿真實(shí)驗(yàn)表明該算法具有很好的圖像增強(qiáng)效果;基于信息冗余的小波紅外圖像去噪算法是首先保留圖像小波分解下采樣丟棄的具有相似信息的小波系數(shù),并對(duì)各級(jí)小波系數(shù)進(jìn)行噪聲估計(jì),以估計(jì)結(jié)果指導(dǎo)對(duì)小波系數(shù)進(jìn)行非線性變換處理。然后利用非線性變換后的小波系數(shù)進(jìn)行單級(jí)重構(gòu),利用相似信息平均獲得單級(jí)重構(gòu)圖像,逐級(jí)重構(gòu)后獲取最終去噪圖像。其通過噪聲估計(jì)有針對(duì)性地濾除圖像噪聲,利用圖像相似性及小波非線性變換方法有效保留圖像細(xì)節(jié),進(jìn)一步提高了紅外圖像質(zhì)量。在紅外熱瞄具成像系統(tǒng)進(jìn)行工程化實(shí)現(xiàn)方面,首先在分析紅外熱瞄具成像系統(tǒng)性能指標(biāo)基礎(chǔ)上,進(jìn)行了系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)。對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行了模塊劃分,分為成像功能、瞄具系統(tǒng)功能及模擬部分功能。然后重點(diǎn)對(duì)成像功能中的校正模塊、增強(qiáng)模塊及去噪模塊的工程實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了深入研究。系統(tǒng)采用SOPC設(shè)計(jì)思想,集成NIOS II軟核,完成了系統(tǒng)搭建,實(shí)現(xiàn)了其功能。最后進(jìn)行了系統(tǒng)實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明本文所設(shè)計(jì)紅外熱瞄具成像系統(tǒng)滿足性能指標(biāo)要求。由于該系統(tǒng)結(jié)合FPGA靈活的硬件設(shè)計(jì)與嵌入式處理器的強(qiáng)大軟件功能,在保證對(duì)紅外圖像處理的實(shí)時(shí)性的同時(shí),具有良好的系統(tǒng)功能維護(hù)性。紅外成像體制瞄具具有全天候使用的優(yōu)勢(shì),本文研究成果將為該武器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)提供有效技術(shù)支持。
【關(guān)鍵詞】：紅外熱瞄具 非制冷紅外探測(cè)器 紅外圖像算法與仿真 非均勻性校正 圖像增強(qiáng) 小波去噪 SOPC&FPGA應(yīng)用
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP391.41
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-15
• 第一章 緒論15-32
• 1.1 研究的目的與意義15
• 1.2 瞄具的發(fā)展及現(xiàn)狀15-23
• 1.2.1 白光瞄具15-16
• 1.2.2 微光瞄具16-18
• 1.2.3 紅外熱瞄具18-23
• 1.3 紅外熱成像技術(shù)發(fā)展近況23-30
• 1.3.1 國(guó)外紅外成像技術(shù)的發(fā)展近況23-25
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)紅外成像技術(shù)的發(fā)展近況25-30
• 1.4 本文主要工作30-32
• 第二章 基于ROIC的非均勻性校正算法32-56
• 2.1 紅外圖像非均勻性分析32-35
• 2.1.1 紅外圖像非均勻性的定義32-33
• 2.1.2 紅外圖像非均勻性來源分析33-34
• 2.1.3 紅外圖像非均勻性表征34-35
• 2.2 紅外非均勻性校正算法35-44
• 2.2.1 基于定標(biāo)的非均勻性校正算法36-41
• 2.2.2 基于場(chǎng)景的非均勻性校正算法41-44
• 2.3 基于ROIC的非均勻性校正算法44-53
• 2.3.1 算法依據(jù)45-49
• 2.3.2 算法內(nèi)容49-53
• 2.4 實(shí)驗(yàn)與仿真53-55
• 2.5 本章小結(jié)55-56
• 第三章 自適應(yīng)噪聲抑制圖像增強(qiáng)算法56-75
• 3.1 空間域圖像增強(qiáng)方法56-64
• 3.1.1 空間域圖像增強(qiáng)原理56-57
• 3.1.2 全局直方圖處理方法57-59
• 3.1.3 局部直方圖處理方法59-63
• 3.1.4 空間域?yàn)V波增強(qiáng)方法63-64
• 3.2 自適應(yīng)噪聲抑制圖像增強(qiáng)算法64-70
• 3.2.1 全局圖像直方圖均衡增強(qiáng)算法（HEBM）64-67
• 3.2.2 多掩膜局部增強(qiáng)算法（MUMBM）67-70
• 3.2.3 圖像增強(qiáng)算法70
• 3.3 實(shí)驗(yàn)與仿真70-74
• 3.4 本章小結(jié)74-75
• 第四章 基于信息冗余的小波紅外圖像去噪算法75-90
• 4.1 圖像小波分解及重構(gòu)75-80
• 4.1.1 二維小波變換75-76
• 4.1.2 Mallat算法76-80
• 4.2 基于冗余信息的小波紅外圖像去噪算法80-86
• 4.2.1 冗余信息相似性分析81-82
• 4.2.2 去噪算法82-86
• 4.3 實(shí)驗(yàn)及仿真86-88
• 4.4 本章小結(jié)88-90
• 第五章 紅外熱瞄具成像系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)90-117
• 5.1 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)90-100
• 5.1.1 系統(tǒng)總體方案90-94
• 5.1.2 可編程片上系統(tǒng)（SOPC ）與NIOS嵌入式系統(tǒng)處理器94-98
• 5.1.3 AVALON交換結(jié)構(gòu)98-100
• 5.2 非均勻性校正算法實(shí)現(xiàn)100-105
• 5.2.1 算法總體設(shè)計(jì)100-101
• 5.2.2 OCC單點(diǎn)預(yù)校正101-103
• 5.2.3 基于積分時(shí)間調(diào)節(jié)的擬合校正103-105
• 5.3 圖像增強(qiáng)算法實(shí)現(xiàn)105-109
• 5.3.1 算法總體設(shè)計(jì)105-106
• 5.3.2 全局圖像直方圖均衡增強(qiáng)106-107
• 5.3.3 多掩膜局部增強(qiáng)107-109
• 5.4 小波去噪算法實(shí)現(xiàn)109-113
• 5.4.1 算法總體設(shè)計(jì)109-110
• 5.4.2 功能實(shí)現(xiàn)110-113
• 5.5 瞄具系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)113-116
• 5.5.1 VIP介紹113-114
• 5.5.2 視頻處理模塊114-115
• 5.5.3 OSD視頻疊加115-116
• 5.5.4 視頻編碼116
• 5.6 本章小結(jié)116-117
• 結(jié)論117-119
• 參考文獻(xiàn)119-126
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文與研究成果清單126-127
• 致謝127

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;《成像系統(tǒng)分析導(dǎo)論》(張保民編著)出版[J];紅外技術(shù);1993年01期

2 陳連祥，張慶陵，王信會(huì)，羅琦琨;腦圖成像系統(tǒng)的研制[J];核技術(shù);1994年05期

3 ;我國(guó)首條全自動(dòng)高通量植物3D成像系統(tǒng)落戶廊坊[J];種業(yè)導(dǎo)刊;2014年01期

4 宋勇;郝群;胡建國(guó);;CCD成像系統(tǒng)信號(hào)處理過程的軟件仿真與參數(shù)優(yōu)化[J];光學(xué)技術(shù);2007年S1期

5 高國(guó)龍;;一種新的被動(dòng)式可見光與紅外偏振成像系統(tǒng)[J];紅外;2010年01期

6 王華澤;吳晗平;呂照順;梁寶雯;;太赫茲成像系統(tǒng)分析及其相關(guān)技術(shù)研究[J];紅外技術(shù);2013年07期

7 方娟;張相華;;小動(dòng)物活體成像系統(tǒng)的使用與維護(hù)[J];輕工科技;2013年12期

8 高;結(jié)構(gòu)緊湊的全天候電磁成像系統(tǒng)[J];紅外;2002年12期

9 高國(guó)龍;監(jiān)視圖像的融合[J];紅外;2002年12期

10 高;;多波長(zhǎng)成像系統(tǒng)[J];紅外;2008年11期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 程建政;;水浸式超聲檢測(cè)成像系統(tǒng)[A];中國(guó)聲學(xué)學(xué)會(huì)1999年青年學(xué)術(shù)會(huì)議[CYCA'99]論文集[C];1999年

2 鄭團(tuán)結(jié);宋宏偉;;新型衛(wèi)星成像系統(tǒng)的進(jìn)展與思考[A];中國(guó)感光學(xué)會(huì)影像材料的研究與應(yīng)用學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2009年

3 米光燦;何姜;張勇;趙遠(yuǎn);;基于壓縮傳感的單點(diǎn)成像系統(tǒng)快速算法實(shí)驗(yàn)研究[A];第九屆全國(guó)光電技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2010年

4 夏琳茜;;一種基于近紅外光譜透霧系統(tǒng)的原理與實(shí)現(xiàn)[A];2007年紅外探測(cè)器及其在系統(tǒng)中的應(yīng)用學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2007年

5 蘇鑫;賈曉東;呂華;劉鋒;;無掃描凝視成像系統(tǒng)圖像處理平臺(tái)設(shè)計(jì)及成像算法研究[A];第九屆全國(guó)光電技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集（下冊(cè)）[C];2010年

6 王經(jīng)瑾;苑杰;劉亞強(qiáng);林勇;宋征;劉克音;張奇;鄭溥堂;;數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化多通道閃光γ射線成像系統(tǒng)[A];第十屆全國(guó)核電子學(xué)與核探測(cè)技術(shù)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2000年

7 唐彬;張松寶;李西安;夏明;;熱中子照相成像系統(tǒng)的研制[A];第十二屆全國(guó)核電子學(xué)與核探測(cè)技術(shù)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2004年

8 劉勇;陳家璧;;單模光纖共聚焦成像系統(tǒng)軸向光強(qiáng)的分析和測(cè)量[A];中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)2006年學(xué)術(shù)大會(huì)論文摘要集[C];2006年

9 劉勇;陳家璧;;單模光纖共聚焦成像系統(tǒng)軸向光強(qiáng)的分析和測(cè)量[A];中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)2006年學(xué)術(shù)大會(huì)論文摘要集[C];2006年

10 鮑峰;李金;周建勇;王穎;;基于國(guó)產(chǎn)TDICCD的成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[A];中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)2010年光學(xué)大會(huì)論文集[C];2010年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 高文;廣州自主研發(fā)動(dòng)物活體成像系統(tǒng)[N];中國(guó)醫(yī)藥報(bào);2009年

2 王研;英國(guó)VeriVide公司提供非接觸式數(shù)位成像系統(tǒng)[N];中國(guó)紡織報(bào);2008年

3 江蘇 魯思慧;淺析超聲波醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)[N];電子報(bào);2006年

4 羅學(xué)剛;Cytyc的ThinPrep成像系統(tǒng)獲批[N];醫(yī)藥經(jīng)濟(jì)報(bào);2003年

5 必勝;ECRM的Mako 4成像系統(tǒng)進(jìn)軍四開CTP市場(chǎng)[N];中國(guó)新聞出版報(bào);2003年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 陳小明;紅外熱瞄具成像系統(tǒng)研究[D];北京理工大學(xué);2015年

2 周超;表面等離子體子共振成像系統(tǒng)的研制和應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2013年

3 趙烈烽;高分辨環(huán)帶成像系統(tǒng)特性及應(yīng)用研究[D];浙江大學(xué);2008年

4 胡方明;光電成像系統(tǒng)建模及性能評(píng)估技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2005年

5 李喬;光譜OCT內(nèi)窺鏡成像系統(tǒng)的研究[D];天津大學(xué);2010年

6 張鴻飛;高速電子技術(shù)在QKD系統(tǒng)與天文CCD成像系統(tǒng)中的研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2014年

7 王世允;輕型熱瞄具成像系統(tǒng)的研究[D];南京理工大學(xué);2007年

8 郝勁波;基于集成成像系統(tǒng)的生物微小組織三維檢測(cè)與識(shí)別研究[D];西安電子科技大學(xué);2014年

9 趙彬;空間近距離非合作目標(biāo)光學(xué)主被動(dòng)復(fù)合探測(cè)技術(shù)研究[D];北京理工大學(xué);2010年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王宇;基于壓縮感知理論的單通道焦平面輻射計(jì)成像系統(tǒng)的研究[D];南京理工大學(xué);2015年

2 何斌斌;基于電子倍增CCD的微光夜視成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];南京理工大學(xué);2015年

3 李康康;雙能成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)和物質(zhì)辨識(shí)方法研究[D];山東大學(xué);2015年

4 馮彥超;基于計(jì)算成像的大視場(chǎng)高分辨相機(jī)的研究與仿真[D];浙江大學(xué);2015年

5 李雅;數(shù)字光場(chǎng)成像系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2014年

6 夏夢(mèng);數(shù)字光場(chǎng)成像系統(tǒng)的信號(hào)處理[D];電子科技大學(xué);2014年

7 郄思銘;CCD成像系統(tǒng)影響因素研究[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2014年

8 呂龍龍;一維磁粒子成像系統(tǒng)性能測(cè)試分析及其成像研究[D];西安電子科技大學(xué);2014年

9 鈔田田;窄束X射線激發(fā)發(fā)光成像系統(tǒng)研制和重建方法研究[D];西安電子科技大學(xué);2014年

10 王驥坤;TDI-CCD成像系統(tǒng)激光干擾效應(yīng)仿真研究[D];西安電子科技大學(xué);2014年

，

本文編號(hào)：843734