基于实拍图像的红外图像波段拓展方法研究
发布时间：2021-07-12 10:01
红外辐射可根据波长分为多个不同波段,而红外图像在成像时候由于红外辐射特性以及成像探测器特性原因,一次只能输出某一特定波段的图像,因此由一个波段图像通过波段拓展得到其他波段图像对于各种红外设备装备的研发、性能评测改进等都具有研究价值。本文围绕如何使用实拍红外图像拓展转换出其他波段图像进行了以下几点研究:（1）从红外成像原理出发,分析了红外辐射经过传输最终生成图像的整个过程,基于红外成像原理,阐述了红外成像的过程,主要包括三个部分:目标红外辐射相关规律,红外辐射在大气传输中的特性分析,红外辐射被探测器接收后探测器系统效应分析;（2）研究了通过反演—重构进行波段拓展的过程,首先通过成像过程的反向过程依次去除传感器效应、大气效应,然后反推出目标本征温度,然后使用得到的温度图像模拟成像正向过程,使用经由反演得到的温度结果得到另一波段的该场景红外图像,基于物理过程的波段拓展具有较高可信度;（3）针对基于物理过程的反演—重构的波段拓展过程需要收集大量参数,过程繁琐等不足之处,结合近年来在图像风格转换、图像生成等领域热门的生成对抗网络,对于深度学习能否应用在在红外图像波段拓展任务上进行了研究,尝试使用...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
红外成像流程图
第二章 红外成像理论9图2.2 黑体辐出度与温度和波长的关系图图中绘制了 800K 到 1200K 之间不同温度的辐出度曲线，可以看到对于不同温度的黑体，其辐出度变化趋势是相同的，都是先增高，到达一个极大值后开始下降，曲线下方所包围的面积即代表了全辐射出射度，可以看出随着温度升高，全辐出度也迅速增加。每条曲线极大值点对应的波长叫峰值波长，从曲线变化趋势可以看到，随着温度升高，峰值波长在减小。对普朗克公式求偏导bbdMd 并令 =0bbdMd ，变形后可以得到：m T = b(2-2)这个公式被称为维恩位移定律，它描述了黑体光谱辐射出射度极大值点对应的峰值波长和对应的黑体温度之间成反比
红外辐射特性，然后根据需要对其添加成像过程中会产生的各种效应，来得到所需条件下的红外图像。红外反演就是红外辐射成像过程的逆过程，红外反演的整体过程如下图3.1所示：图3.1 红外图像反演流程图可以从图中看出，红外图像反演过程就是成像过程的逆过程，其中涉及到的各部分效应的产生原理，计算方法等都一样，只是一个是添加，一个是去除。3.2 数据定标红外成像系统接受光学镜头会聚来的红外辐射并产生对应电信号的过程便是光
【参考文献】：
期刊论文
[1]光谱学的早期发展史及其意义[J]. 高海,吕仕儒. 山西大同大学学报(自然科学版). 2018(06)
[2]基于有限差分的海面红外温度场迭代建模方法[J]. 李敏,徐中外,解鸿文,邢宇航. 红外技术. 2018(08)
[3]基于LANDSAT 8卫星热红外影像反演珠江口海表温度[J]. 段广拓,陈劲松,张彦南,王久娟,韩宇. 应用海洋学学报. 2018(03)
[4]基于Fluent的飞行器流场建模与红外辐射特性分析[J]. 吴沿庆,廖守亿,张作宇,李晨霖,何德胜. 红外与激光工程. 2018(07)
[5]基于热红外遥感数据辽东地热区地表温度反演[J]. 贺金鑫,孙焕朝,李文庆,郑博夫,姜天. 吉林大学学报(信息科学版). 2018(01)
[6]基于Landsat8影像和劈窗算法的济南地区地表温度反演[J]. 王菲. 绿色科技. 2015(08)
[7]基于MERSI数据的单通道法反演地表温度[J]. 石玉,宫恒瑞,李聪. 陕西气象. 2014(06)
[8]基于OSG的红外动态场景仿真[J]. 黄建峰,范小礼,王俊. 红外与激光工程. 2013(S1)
[9]矩形喷管外尾焰红外辐射特性的数值计算[J]. 冯云松,李晓霞,路远,金伟. 兵工学报. 2013(04)
[10]装甲车辆与地面背景的热交互作用及红外仿真[J]. 韩玉阁,成志铎,任登凤,宣益民. 红外与激光工程. 2013(01)
博士论文
[1]红外成像传感器仿真建模及模型仿真度评价[D]. 张福娣.西安电子科技大学 2015
[2]高真实感红外场景实时仿真技术研究[D]. 黄曦.西安电子科技大学 2014
[3]红外焦平面成像系统建模及TOD性能表征方法研究[D]. 王晓蕊.西安电子科技大学 2005
硕士论文
[1]多波段空中目标红外仿真研究[D]. 王昭.电子科技大学 2018
[2]背景/目标红外特性反演与图像仿真技术研究[D]. 董健.哈尔滨工业大学 2014
[3]地面背景红外纹理生成及在场景仿真中的应用[D]. 郜龙浩.西安电子科技大学 2013
[4]基于OGRE的红外成像实时仿真方法研究[D]. 王波.西安电子科技大学 2010
[5]面向OGRE的红外纹理设计与生成方法研究[D]. 赵灿.西安电子科技大学 2010
[6]基于波段拓展的多波段红外图像仿真[D]. 李江涛.西安电子科技大学 2010
[7]基于ETM+热红外波段的南京地区地表温度反演算法研究[D]. 朱文娟.南京农业大学 2008
本文编号：3279701
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
红外成像流程图
第二章 红外成像理论9图2.2 黑体辐出度与温度和波长的关系图图中绘制了 800K 到 1200K 之间不同温度的辐出度曲线，可以看到对于不同温度的黑体，其辐出度变化趋势是相同的，都是先增高，到达一个极大值后开始下降，曲线下方所包围的面积即代表了全辐射出射度，可以看出随着温度升高，全辐出度也迅速增加。每条曲线极大值点对应的波长叫峰值波长，从曲线变化趋势可以看到，随着温度升高，峰值波长在减小。对普朗克公式求偏导bbdMd 并令 =0bbdMd ，变形后可以得到：m T = b(2-2)这个公式被称为维恩位移定律，它描述了黑体光谱辐射出射度极大值点对应的峰值波长和对应的黑体温度之间成反比
红外辐射特性，然后根据需要对其添加成像过程中会产生的各种效应，来得到所需条件下的红外图像。红外反演就是红外辐射成像过程的逆过程，红外反演的整体过程如下图3.1所示：图3.1 红外图像反演流程图可以从图中看出，红外图像反演过程就是成像过程的逆过程，其中涉及到的各部分效应的产生原理，计算方法等都一样，只是一个是添加，一个是去除。3.2 数据定标红外成像系统接受光学镜头会聚来的红外辐射并产生对应电信号的过程便是光
【参考文献】：
期刊论文
[1]光谱学的早期发展史及其意义[J]. 高海,吕仕儒. 山西大同大学学报(自然科学版). 2018(06)
[2]基于有限差分的海面红外温度场迭代建模方法[J]. 李敏,徐中外,解鸿文,邢宇航. 红外技术. 2018(08)
[3]基于LANDSAT 8卫星热红外影像反演珠江口海表温度[J]. 段广拓,陈劲松,张彦南,王久娟,韩宇. 应用海洋学学报. 2018(03)
[4]基于Fluent的飞行器流场建模与红外辐射特性分析[J]. 吴沿庆,廖守亿,张作宇,李晨霖,何德胜. 红外与激光工程. 2018(07)
[5]基于热红外遥感数据辽东地热区地表温度反演[J]. 贺金鑫,孙焕朝,李文庆,郑博夫,姜天. 吉林大学学报(信息科学版). 2018(01)
[6]基于Landsat8影像和劈窗算法的济南地区地表温度反演[J]. 王菲. 绿色科技. 2015(08)
[7]基于MERSI数据的单通道法反演地表温度[J]. 石玉,宫恒瑞,李聪. 陕西气象. 2014(06)
[8]基于OSG的红外动态场景仿真[J]. 黄建峰,范小礼,王俊. 红外与激光工程. 2013(S1)
[9]矩形喷管外尾焰红外辐射特性的数值计算[J]. 冯云松,李晓霞,路远,金伟. 兵工学报. 2013(04)
[10]装甲车辆与地面背景的热交互作用及红外仿真[J]. 韩玉阁,成志铎,任登凤,宣益民. 红外与激光工程. 2013(01)
博士论文
[1]红外成像传感器仿真建模及模型仿真度评价[D]. 张福娣.西安电子科技大学 2015
[2]高真实感红外场景实时仿真技术研究[D]. 黄曦.西安电子科技大学 2014
[3]红外焦平面成像系统建模及TOD性能表征方法研究[D]. 王晓蕊.西安电子科技大学 2005
硕士论文
[1]多波段空中目标红外仿真研究[D]. 王昭.电子科技大学 2018
[2]背景/目标红外特性反演与图像仿真技术研究[D]. 董健.哈尔滨工业大学 2014
[3]地面背景红外纹理生成及在场景仿真中的应用[D]. 郜龙浩.西安电子科技大学 2013
[4]基于OGRE的红外成像实时仿真方法研究[D]. 王波.西安电子科技大学 2010
[5]面向OGRE的红外纹理设计与生成方法研究[D]. 赵灿.西安电子科技大学 2010
[6]基于波段拓展的多波段红外图像仿真[D]. 李江涛.西安电子科技大学 2010
[7]基于ETM+热红外波段的南京地区地表温度反演算法研究[D]. 朱文娟.南京农业大学 2008
本文编号：3279701
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