基于DSP的非制冷红外成像技术研究

发布时间：2023-01-04 09:15

　　红外成像技术具有穿透烟雾能力强和可长时间工作等优点,这些优点使其在军事武器配备、工业生产和安防监控等领域具有广阔的应用前景。然而随着技术的快速发展,对于应用领域而言,低成本、高灵敏度系统和高清晰度红外图像的需求日益迫切。由于非制冷型探测器具有价格低、体积小、不需要制冷设备,因而在工业检测领域得到广泛应用。但由于加工工艺及材料的影响,非制冷红外探测器存在一定的非均匀性及电子噪声,限制了成像效果。因此利用信号处理技术对红外图像进行处理,提高成像效果,不仅具有重要的理论意义,而且具有实用价值。首先本文详细地介绍非制冷型红外成像系统的基本理论,理论主要是介绍红外辐射的基本特性、红外光学系统、非制冷红外焦平面阵列的结构和三种影响红外成像质量的因素。然后本文搭建了基于DSP的非制冷红外成像系统硬件平台,设计CPLD+DSP+MCU的整体架构,其中CPLD主要是做图像采集的准备工作和传输图像数据工作;DSP主要是完成对各个硬件单元模块的初始化、管理和对经过焦平面转换的辐射信号的算法处理;MCU主要使非制冷焦平面阵列探测像元的温度稳定处于30℃。接着本文研究了红外图像预处理非均匀性校正技术。针对图像的... 

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
注释表
第1章 引言
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文内容与结构安排
第2章 非制冷红外成像系统的基本理论
    2.1 红外辐射特性
        2.1.1 红外辐射的基本特性
        2.1.2 介质对红外辐射的影响
    2.2 红外光学系统
    2.3 非制冷红外焦平面阵列结构
    2.4 影响红外成像质量的因素
        2.4.1 输出的非均匀性
        2.4.2 盲元
        2.4.3 图像的对比度
    2.5 本章小结
第3章 非制冷红外成像系统的架构设计
    3.1 系统方案
        3.1.1 系统设计需求
        3.1.2 系统指标
        3.1.3 总体架构设计
    3.2 核心模块设计
        3.2.1 CPLD采集模块
        3.2.2 DSP主芯片模块
        3.2.3 电源模块
        3.2.4 扩展模块
        3.2.5 存储模块
    3.3 本章小结
第4章 红外图像预处理技术
    4.1 人眼的视觉特性研究
    4.2 传统非均匀性校正算法研究
        4.2.1 两点校正算法
        4.2.2 多点校正算法
    4.3 基于人眼视觉特性的多点压缩校正算法
    4.4 实验结果与分析
        4.4.1 算法的非均匀性及图形效果
        4.4.2 算法运行时间
    4.5 本章小结
第5章 红外成像系统测试与分析
    5.1 非制冷系统测试的需求分析
        5.1.1 系统硬件平台的需求
        5.1.2 系统软件平台的需求
    5.2 非制冷成像系统的搭建
        5.2.1 硬件平台的搭建
        5.2.2 软件平台的搭建
    5.3 图像处理算法的实现
        5.3.1 非均匀性校正算法
        5.3.2 伪彩映射算法
    5.4 系统的成像效果与分析
    5.5 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 主要工作总结
    6.2 后续研究工作
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果



本文编号：3727506