主動式紅外成像系統(tǒng)的圖像處理與分析方法研究.pdf

1、目前主動紅外成像技術(shù)已經(jīng)得到了快速發(fā)展，在安全防護(hù)，軍事以及科學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。它擁有可分辨性，直觀性好、便于計算機(jī)處理等優(yōu)點(diǎn)。在實際應(yīng)用中，由于光學(xué)鏡頭，探測器限制以及大氣吸收和散射的影響，主動紅外圖像并不能滿足人們應(yīng)用的要求。因此，需要針對主動紅外圖像進(jìn)行增強(qiáng)處理與分析，從而改善其視覺效果。
　　本文最初對紅外成像技術(shù)的基礎(chǔ)原理進(jìn)行了介紹，其次成功構(gòu)建一個選用LED紅外探照燈的主動式紅外成像系統(tǒng);該系統(tǒng)由LED探照燈、

2、光學(xué)物鏡、重重的CCD低照度攝像機(jī)、視頻圖像采集卡、PC與其他輔助設(shè)備構(gòu)成。編程實現(xiàn)了一個主動紅外視頻圖像采集控制系統(tǒng)軟件，并進(jìn)行了視頻圖像采集實驗和結(jié)果分析。
　　在對主動紅外圖像進(jìn)行處理時，首先介紹了主動紅外圖像的特點(diǎn)以及幾種常用的紅外圖像處理算法。由于探照燈照射，外界光照環(huán)境，大氣吸收和隨機(jī)散射等原因，使得主動紅外圖像普遍存在圖像對比度底、圖像亮度不均勻或不足、噪聲影響大以及圖像視覺效果差等缺點(diǎn)，直接影響后續(xù)的目標(biāo)識別、跟蹤

3、等操作。因此，針對主動紅外圖像必須進(jìn)行增強(qiáng)處理的深入研究?；赗etinex理論的圖像增強(qiáng)算法能有效地增強(qiáng)圖像的視覺效果，改善其亮度均勻性;而頻域非線性外推算法能在增強(qiáng)圖像目標(biāo)的邊緣細(xì)節(jié)同時，使增強(qiáng)后的圖像具有更好的視覺效果。本文基于小波分析方法，采用基于雙邊濾波的Retinex算法和頻域非線性外推算法相結(jié)合的方法，提出了一種有效的主動紅外圖像增強(qiáng)方法。該方法首先對紅外圖像進(jìn)行小波分解，對分解后的低頻分量利用基于雙邊濾波的Retinex

4、算法進(jìn)行處理，從而改善其亮度均勻性及其視覺效果;對小波分解后的高頻分量進(jìn)行邊緣提取，采用頻域非線性外推法對邊緣進(jìn)行高頻成分增強(qiáng)，然后對紅外圖像進(jìn)行小波重構(gòu)獲得最后的增強(qiáng)結(jié)果。實驗結(jié)果表明采用本文提出的方法可以提高紅外圖像亮度均勻性，突出其邊緣細(xì)節(jié)以及改善其視覺效果。
　　運(yùn)動目標(biāo)檢測是在圖像序列中提取與背景存在著相對運(yùn)動的前景目標(biāo)，并保存一些相關(guān)數(shù)據(jù)，為后續(xù)的目標(biāo)跟蹤等更高級的運(yùn)動分析做好準(zhǔn)備。由于應(yīng)用環(huán)境的動態(tài)變化以及主動紅外圖