基于图像融合的新型红外热成像系统研究

发布时间：2020-05-26 07:09

【摘要】：图像是人类获取和记录信息的重要手段,在光电信息探测领域有着无可替代的作用。近年来,以红外波段与可见光波段为代表的多波段融合成像技术,能够提取两个波段图像的优势特征,增强人们在探测领域对图像的认知和理解能力,已经大量应用于工业生产和日常生活中。通过广泛地查阅文献及研究相关系统,并且充分考虑开发难度与应用扩展性后,本设计采用嵌入式FPGA平台加PC平台的系统实现方案。围绕红外与可见光的图像融合系统,本文的主要研究内容如下:1.进行了红外探测器与可见光传感器成像原理研究。分别探讨了现今主流的非制冷电阻型热辐射焦平面探测器与CCD传感器、CMOS传感器所涉及的材料,工艺以及基本物理原理。以此研究为指导,最后选定大立科技DLD384型探测器为红外探测器,索尼IMX322型CMOS传感器为可见光传感器。2.深入研究了红外与可见光图像融合算法及相关理论。研究的算法主要包括:红外图像的非均匀校正算法,图像增强算法,伪彩变换算法,图像配准算法以及红外与可见光图像融合算法。并且以上述红外与可见光图像融合理论为基础,兼顾融合效果与算法运行效率,提出一种能够快速实现的区域融合算法。3.进行图像采集系统硬件设计与程序设计。硬件设计包括:DLD384探测器控制电路,IMX322传感器控制电路,FPGA交互控制电路,SDRAM控制电路,USB3.0传输控制芯片外围电路。并以上述设计为基础,进行PCB设计,绘制PCB电路板。程序设计包括:FPGA逻辑控制程序设计,DLD384探测器与IMX322传感器控制程序设计,SDRAM读写程序设计,USB3.0控制程序设计。4.利用设计的前端图采集系统,结合上位PC机,搭建图像融合的实验系统。在上位PC机中,使用C++语言结合OpenCV库对算法进行实现,并且使用Qt框架编写GUI界面。对前端采集的图像数据进行非均匀校正,图像配准以及图像融合实验,最后对结果进行了评价和分析。本文的研究实现了红外与可见光图像的采集,并在PC端完成了图像融合。从融合效果上看,主观观察和客观指标计算都说明,融合后的图像相比单波段图像的信息量大大增加。从算法效率上看,在目前的实验条件下,单帧的融合处理时间达到了0.037秒左右,能够应用于红外与可见光融合的视频流处理。
【图文】：

PI200图像融合系统

黑体光谱辐射度曲线
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP391.41;TN219

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 冯涛;金伟其;司俊杰;;非制冷红外焦平面探测器及其技术发展动态[J];红外技术;2015年03期

2 余先川;吕中华;胡丹;;遥感图像配准技术综述[J];光学精密工程;2013年11期

3 宋奋韬;王梦莹;付志远;;FPGA发展概论[J];科技信息;2012年23期

4 李桂芝;贾峰;闫海鲲;;红外测量图像自适应彩虹码伪彩色编码方法[J];长春理工大学学报(自然科学版);2011年04期

5 庾志衡;叶俊明;邓迪文;;基于FPGA与DDR2 SDRAM的大容量异步FIFO缓存设计[J];微型机与应用;2011年04期

6 韩振雷;;CCD和CMOS图像传感器的异同剖析[J];影像技术;2009年04期

7 陈浩;王延杰;;基于拉普拉斯金字塔变换的图像融合算法研究[J];激光与红外;2009年04期

8 倪国强;肖蔓君;秦庆旺;黄光华;;近自然彩色图像融合算法及其实时处理系统的发展[J];光学学报;2007年12期

9 李建林;俞建成;孙胜利;;基于梯度金字塔图像融合的研究[J];科学技术与工程;2007年22期

10 苗启广;王宝树;;基于改进的拉普拉斯金字塔变换的图像融合方法[J];光学学报;2007年09期

相关博士学位论文 前3条

1 张宝辉;红外与可见光的图像融合系统及应用研究[D];南京理工大学;2013年

2 冯宇平;图像快速配准与自动拼接技术研究[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2010年

3 邢素霞;非制冷红外热成像系统研究[D];南京理工大学;2005年

相关硕士学位论文 前10条

1 申娇;红外热图像与可见光图像融合技术研究[D];重庆邮电大学;2016年

2 余坦秀;基于FPGA的DDR2 SDRAM控制器的设计与实现[D];西安电子科技大学;2014年

3 殷开亮;基于UVC协议的USB3.0图像采集系统设计[D];苏州大学;2014年

4 李霄;可见光图像与红外图像融合技术研究[D];电子科技大学;2014年

5 陈松;基于USB3.0的高速数据传输系统的研究与设计[D];电子科技大学;2014年

6 刘信乐;热红外图像与可见光图像融合方法研究[D];电子科技大学;2013年

7 杨晓晖;高速图像采集系统设计[D];西安电子科技大学;2013年

8 韩亦勇;红外与可见光图像融合技术研究[D];南京理工大学;2011年

9 荆绍威;多波段图像仿生假彩色融合技术研究[D];中北大学;2009年

10 郑凯;利用多光谱与合成孔径雷达图像研究土地利用/土地覆盖动态变化[D];中国海洋大学;2009年

，

本文编号：2681471