基于目标检测的热红外图像倒影检测算法研究

发布时间：2021-09-25 08:23

　　热红外成像技术因其能够非接触地、较为精确地捕捉肉眼不可见的温度差别,广泛地应用于工业生产,军事演练,日常生活中的方方面面。但是红外光具有反射性强、穿透力差、受环境影响强等特点,这也使得热红外倒影对图像质量的影响最为强烈。本文的研究目的是针对热红外图像中的反射倒影,进行有效的检测和定位。在分析了自然光条件下的相关检测算法的基础上,重点研究了基于深度学习的热红外图像倒影检测算法,并提出了有效的热红外行人倒影检测算法。在所提出的热红外图像倒影检测算法的基础之上,结合自然光,将算法由单一行人倒影检测,推广到通用物体的热红外倒影检测。本文的主要工作和创新点如下:（1）提出了基于并行目标检测的热红外行人倒影检测算法。针对红外图像可用信息少这一问题,本文结合深度学习的方法,充分利用深度学习方法对信息的挖掘能力,设计了一种基于并行目标检测的热红外图像行人倒影检测方法。因为倒影是由行人产生的,因此算法采取了先找行人,再找倒影的思路。即对一张热红外图片同时进行两次目标检测,第一次以行人为目标,第二次以行人和倒影的联合体为目标。然后利用两次输出的检测框之间的位置关系,将行人检测框与联合体检测框一一对应。最后... 

【文章来源】：南京邮电大学江苏省

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

包含反热成像技术通常检测辐射在长波红外线的

南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章热成像的成像机理和倒影形成分析7第二章热成像的成像机理和倒影形成分析热红外成像技术被广泛的应用于在工业生产和大众生活中，而随着社会的发展，平整光滑的建筑材料使用的范围也越来越大，本章阐述了热红外图像的成像机理，并由这些理论方面的知识展开，介绍了热红外倒影的形成原因，对热红外倒影建模分析，为后续的算法打下基矗并且在详细分析倒影的基础上，从主观评价和客观评价的角度，结合现有方法，给出了倒影检测的质量评价标准。热红外图像的成像机理长波热红外成像仪[32]主要工作的电磁波段为8~14，这一部分的波段只占整个红外波段的一小部分，因其大气透射率高，自然条件下易于捕捉的特性，通常被称为大气窗口，如图2.1所示。图2.1长波热红外成像仪所工作的波段该仪器主要由成像镜头，红外感光焦平面阵列（InfraredFocalPlaneArray，简称IFPA），可编程门阵列（FieldProgrammableGateArray，简称FPGA）和计算机处理程序组成。如图2.2所示的是一种典型的长波红外热成像仪的成像工作原理示意图。

南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章热成像的成像机理和倒影形成分析8图2.2长波热红外成像仪的基本组成部分根据PBRL，任何温度高于绝对零度（摄氏-273℃）的物体都会向外辐射红外光波，热红外成像仪的镜头的主要作用是接受物体向外辐射的红外光波，这些光线经过镜头的光学汇聚，将接受的红外辐射投影在红外探测器焦平面阵列IFPA（InfraredFocalPlaneArrays）上，红外感光焦平面阵列包含一个二维的热探测像素阵列，这个阵列决定了红外图像的像素，也是热红外成像仪中的核心部件，红外辐射光照射在特定的探测像素元件上，被光敏区域吸收，使得这一区域的温度升高，经由探测器的光电转换效应，生成电信号，最终生成二维温度数据表格。焦平面阵列（如图2.3所示）由探测元阵列和读出电路组成，通过读出电路上的模数转换器件ADC（AnalogtoDigitalconverter）生成数字信号，然后对信号进行处理，最后得到温度二维数据表格。由于二维数据的庞大，且热成像技术的日新月异，往往经过初步处理的信号数据以压缩文件的形式存储在热像仪的存储卡内，由配套的计算机软件对数据进行进一步的处理，以图像的形式可视化出来。初步的处理步骤主要是在FPGA元件上完成，一共包含4个步骤，分别是：1盲原校正，2非均匀性校正NUC（NonUniformityCorrection）、3挡板校正（shuttercorrection），4自适应增益（Adaptivegain）。通过这些步骤能够有效地将图像从光信号转换为可识别的电信号。


本文编号：3409425