导引系统红外成像标定技术研究
发布时间：2021-07-11 07:57
红外成像导引技术作为一门军用高新技术,现在已经广泛应用于各种武器装备中。红外导引系统是利用红外成像导引技术来实现目标识别与跟踪的,红外图像的质量直接关乎目标识别的精度,由于导引系统在红外成像时存在非均匀性和盲元等固定模式噪声,而基于场景的噪声抑制方法具有收敛速度慢、硬件难以实现等缺点,所以一般采用标定的方法抑制红外图像的固定模式噪声。本文对导引系统基于标定的噪声抑制方法,包括非均匀性校正方法、盲元检测与补偿方法进行了深入研究,并设计了一套红外图像采集与标定系统对固定模式噪声的抑制方法进行验证。主要研究内容包括:首先,对导引系统红外图像的特点进行分析,包括非均匀性和盲元的产生原因,并阐述了标定的必要性。针对导引系统红外成像时的非均匀性和盲元噪声,重点研究了非均匀性校正方法和盲元检测与补偿方法,对于非均匀性校正,研究一种自适应分段校正方法;对于盲元检测,研究了一种改进的基于滑动窗口的3σ检测方法和一种基于SVM与3σ结合的新型检测方法;对于盲元补偿,研究了邻域替代法及其改进方法。仿真结果表明,经过非均匀性校正和盲元检测与补偿后,较好的抑制了导引系统红外图像的固定模式噪声。其次,为了验证标定...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１红外导引系统标定流程图??Ｆｉｇ．２－１?Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ?ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｉｎｆｒａｒｅｄ?ｇｕｉｄａｎｃｅ?ｓｙｓｔｅｍ??
与探测器的材料、制造工艺水平、读出电路的非线性等因素有关，相关研究学者??通过大量实验数据拟合红外焦平面阵列的响应，发现其响应曲线近似呈“Ｓ”型，如??图２－２所示。??１?／??辐射通量??图２－２非线性响应模型曲线??Ｆｉｇ．２－２?Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ?ｒｅｓｐｏｎｓｅ?ｍｏｄｅｌ?ｃｕｒｖｅ??其响应一般要经历由截止状态到缓慢上升、线性增长、趋于饱和这样的三个??变化过程，可用式２－９表示非线性响应模型：??Ｎ，＝?°！?＋?ｄ：ｌ?（２－９）??ｌ?＋?ｅｘｐ（＼．《?＋?ｃ＂）??其中，４为绝对温度为ｒ的黑体辐射到红外焦平面阵列的辐射通量，％＼、??ｃｙ、４为探测元（／，／）的响应参数，也正是由于每个探测元这四个参数不同，导致??红外图像的非均匀性［４２］。??２．２．２常用非均匀性校正方法??（１）两点校正法??两点校正法是工程中最常用的非均匀性校正算法，其原理简单，计算量小，??１２??
与探测器的材料、制造工艺水平、读出电路的非线性等因素有关，相关研究学者??通过大量实验数据拟合红外焦平面阵列的响应，发现其响应曲线近似呈“Ｓ”型，如??图２－２所示。??１?／??辐射通量??图２－２非线性响应模型曲线??Ｆｉｇ．２－２?Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ?ｒｅｓｐｏｎｓｅ?ｍｏｄｅｌ?ｃｕｒｖｅ??其响应一般要经历由截止状态到缓慢上升、线性增长、趋于饱和这样的三个??变化过程，可用式２－９表示非线性响应模型：??Ｎ，＝?°！?＋?ｄ：ｌ?（２－９）??ｌ?＋?ｅｘｐ（＼．《?＋?ｃ＂）??其中，４为绝对温度为ｒ的黑体辐射到红外焦平面阵列的辐射通量，％＼、??ｃｙ、４为探测元（／，／）的响应参数，也正是由于每个探测元这四个参数不同，导致??红外图像的非均匀性［４２］。??２．２．２常用非均匀性校正方法??（１）两点校正法??两点校正法是工程中最常用的非均匀性校正算法，其原理简单，计算量小，??１２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于自适应阈值算法的盲元标定[J]. 卢晓春,娄宇,黄嘉. 中国新通信. 2017(04)
[2]基于黑体标定的红外图像非均匀性校正系统设计[J]. 梁超,马天翔. 中国光学. 2016(03)
[3]多点标定的自适应非均匀性校正方法[J]. 张红辉,罗海波,余新荣,丁庆海. 红外与激光工程. 2014(11)
[4]采用特征直方图的红外焦平面阵列盲元检测方法[J]. 张红辉,罗海波,余新荣,丁庆海. 红外与激光工程. 2014(06)
[5]基于参考辐射源标定的红外成像非均匀校正技术[J]. 罗易雪,汤心溢,王宇,刘鹏. 红外技术. 2014(04)
[6]基于增量式PID控制算法的恒温控制系统[J]. 刘艳春,赵立双. 信息技术. 2014(02)
[7]红外成像导引技术应用中若干问题的分析[J]. 王延新,刘琪,李兆熠,张爱珍. 红外与激光工程. 2014(01)
[8]红外探测器非均匀性校正系统研制[J]. 朱瑞飞,王超,魏群,贾宏光,周文明. 红外与激光工程. 2013(07)
[9]一种新的红外焦平面阵列盲元检测算法[J]. 姚琴芬,顾国华. 红外技术. 2012(08)
[10]一种基于状态机的串口通信协议的设计与实现[J]. 李莹,贾彬. 电子设计工程. 2012(07)
硕士论文
[1]基于ADRC的面源黑体温控系统研究[D]. 黄大兴.天津理工大学 2017
[2]红外成像系统图像处理研究[D]. 唐耀飞.电子科技大学 2016
[3]红外成像系统实时非均匀校正算法研究[D]. 陶月启.华中科技大学 2014
[4]红外图像实时非均匀性校正技术研究[D]. 雷晓杰.南京理工大学 2013
[5]天基背景下的红外弱小目标检测[D]. 魏亚姣.西安电子科技大学 2010
[6]红外图像预处理算法研究[D]. 安阳.武汉理工大学 2008
[7]红外成像预处理关键技术研究[D]. 崔瑞青.西北工业大学 2007
[8]基于标定的红外探测器非均匀校正算法研究[D]. 姜瑾.华中科技大学 2007
[9]红外图像非均匀性参数测试与校正系统研究[D]. 姬皓婷.南京理工大学 2004
[10]先进红外成像制导技术研究[D]. 王立.西北工业大学 2001
本文编号：3277679
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１红外导引系统标定流程图??Ｆｉｇ．２－１?Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ?ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｉｎｆｒａｒｅｄ?ｇｕｉｄａｎｃｅ?ｓｙｓｔｅｍ??
与探测器的材料、制造工艺水平、读出电路的非线性等因素有关，相关研究学者??通过大量实验数据拟合红外焦平面阵列的响应，发现其响应曲线近似呈“Ｓ”型，如??图２－２所示。??１?／??辐射通量??图２－２非线性响应模型曲线??Ｆｉｇ．２－２?Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ?ｒｅｓｐｏｎｓｅ?ｍｏｄｅｌ?ｃｕｒｖｅ??其响应一般要经历由截止状态到缓慢上升、线性增长、趋于饱和这样的三个??变化过程，可用式２－９表示非线性响应模型：??Ｎ，＝?°！?＋?ｄ：ｌ?（２－９）??ｌ?＋?ｅｘｐ（＼．《?＋?ｃ＂）??其中，４为绝对温度为ｒ的黑体辐射到红外焦平面阵列的辐射通量，％＼、??ｃｙ、４为探测元（／，／）的响应参数，也正是由于每个探测元这四个参数不同，导致??红外图像的非均匀性［４２］。??２．２．２常用非均匀性校正方法??（１）两点校正法??两点校正法是工程中最常用的非均匀性校正算法，其原理简单，计算量小，??１２??
与探测器的材料、制造工艺水平、读出电路的非线性等因素有关，相关研究学者??通过大量实验数据拟合红外焦平面阵列的响应，发现其响应曲线近似呈“Ｓ”型，如??图２－２所示。??１?／??辐射通量??图２－２非线性响应模型曲线??Ｆｉｇ．２－２?Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ?ｒｅｓｐｏｎｓｅ?ｍｏｄｅｌ?ｃｕｒｖｅ??其响应一般要经历由截止状态到缓慢上升、线性增长、趋于饱和这样的三个??变化过程，可用式２－９表示非线性响应模型：??Ｎ，＝?°！?＋?ｄ：ｌ?（２－９）??ｌ?＋?ｅｘｐ（＼．《?＋?ｃ＂）??其中，４为绝对温度为ｒ的黑体辐射到红外焦平面阵列的辐射通量，％＼、??ｃｙ、４为探测元（／，／）的响应参数，也正是由于每个探测元这四个参数不同，导致??红外图像的非均匀性［４２］。??２．２．２常用非均匀性校正方法??（１）两点校正法??两点校正法是工程中最常用的非均匀性校正算法，其原理简单，计算量小，??１２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于自适应阈值算法的盲元标定[J]. 卢晓春,娄宇,黄嘉. 中国新通信. 2017(04)
[2]基于黑体标定的红外图像非均匀性校正系统设计[J]. 梁超,马天翔. 中国光学. 2016(03)
[3]多点标定的自适应非均匀性校正方法[J]. 张红辉,罗海波,余新荣,丁庆海. 红外与激光工程. 2014(11)
[4]采用特征直方图的红外焦平面阵列盲元检测方法[J]. 张红辉,罗海波,余新荣,丁庆海. 红外与激光工程. 2014(06)
[5]基于参考辐射源标定的红外成像非均匀校正技术[J]. 罗易雪,汤心溢,王宇,刘鹏. 红外技术. 2014(04)
[6]基于增量式PID控制算法的恒温控制系统[J]. 刘艳春,赵立双. 信息技术. 2014(02)
[7]红外成像导引技术应用中若干问题的分析[J]. 王延新,刘琪,李兆熠,张爱珍. 红外与激光工程. 2014(01)
[8]红外探测器非均匀性校正系统研制[J]. 朱瑞飞,王超,魏群,贾宏光,周文明. 红外与激光工程. 2013(07)
[9]一种新的红外焦平面阵列盲元检测算法[J]. 姚琴芬,顾国华. 红外技术. 2012(08)
[10]一种基于状态机的串口通信协议的设计与实现[J]. 李莹,贾彬. 电子设计工程. 2012(07)
硕士论文
[1]基于ADRC的面源黑体温控系统研究[D]. 黄大兴.天津理工大学 2017
[2]红外成像系统图像处理研究[D]. 唐耀飞.电子科技大学 2016
[3]红外成像系统实时非均匀校正算法研究[D]. 陶月启.华中科技大学 2014
[4]红外图像实时非均匀性校正技术研究[D]. 雷晓杰.南京理工大学 2013
[5]天基背景下的红外弱小目标检测[D]. 魏亚姣.西安电子科技大学 2010
[6]红外图像预处理算法研究[D]. 安阳.武汉理工大学 2008
[7]红外成像预处理关键技术研究[D]. 崔瑞青.西北工业大学 2007
[8]基于标定的红外探测器非均匀校正算法研究[D]. 姜瑾.华中科技大学 2007
[9]红外图像非均匀性参数测试与校正系统研究[D]. 姬皓婷.南京理工大学 2004
[10]先进红外成像制导技术研究[D]. 王立.西北工业大学 2001
本文编号：3277679
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