高空高速運動目標紫外成像探測信號處理及其設計.pdf

1、對高空高速運動目標的紫外探測就是對其羽煙輻射的200nm~280nm“日盲區(qū)”紫外光進行成像探測，由于大氣對紫外光的吸收和散射等作用，到達探測器的紫外信號極其微弱，因此如何處理紫外微弱圖像信號成為了紫外成像探測技術的重點。為促進紫外成像探測技術在軍事方面的具體應用，本課題在提出總體技術指標的基礎上，主要對紫外微弱圖像信號處理相關算法進行了分析和研究，設計出相關的軟硬件系統(tǒng)，并通過仿真驗證所選算法和對系統(tǒng)設計進行驗證評價。
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2、首先闡述了紫外成像探測系統(tǒng)的相關技術基礎，具體分析了高空高速運動目標的時間空間特性和紫外輻射特性，建立了紫外傳輸方程和目標運動方程，并對紫外微弱信號處理的方法和流程進行了研究。其次，在分析紫外數(shù)字圖像特點的基礎上，建立紫外目標模型，研究了基于單幀圖像的預處理、背景抑制以及目標檢測九種相關算法，通過仿真驗證，最終選擇灰度變換作為圖像預處理算法、自適應中值濾波作為圖像背景抑制算法，以及自適應閾值分割作為目標檢測算法，并利用MATLAB仿真驗

3、證了這三種算法的數(shù)字圖像處理效果。然后，根據(jù)提出的總體技術指標以及軟硬件總體設計方案，設計出紫外成像探測軟硬件系統(tǒng)。通過器件選型，最終采用CycloneⅣ系列的EP4CE30F23C7N+TMS320DM642作為硬件電路核心處理架構；同時利用QUARTERSⅡ開發(fā)平臺以及Verilog HDL和VH DL等開發(fā)語言，對系統(tǒng)的總體軟件（包括圖像采集、圖像存儲、圖像傳輸以及圖像顯示四個部分）進行設計，并利用Modelsim進行仿真驗證，驗