凝視紅外成像信息處理系統(tǒng)圖像預(yù)處理方法與系統(tǒng)軟件研究.pdf

1、由紅外焦平面陣列構(gòu)成的凝視紅外成像系統(tǒng)，是目前紅外成像系統(tǒng)的主要發(fā)展方向。而紅外焦平面陣列存在的非均勻性響應(yīng)和無(wú)效像元，在很大程度上限制了系統(tǒng)的探測(cè)性能，是系統(tǒng)研制中的關(guān)鍵問(wèn)題。同時(shí)支持并行處理的操作系統(tǒng)軟件，也是研制紅外圖像并行處理系統(tǒng)中的重要內(nèi)容。本文針對(duì)紅外焦平面陣列的非均勻性校正方法、無(wú)效像元檢測(cè)方法、校正與補(bǔ)償預(yù)處理的硬件實(shí)現(xiàn)以及紅外圖像并行處理系統(tǒng)的操作系統(tǒng)軟件開(kāi)展了研究，主要工作包括：針對(duì)紅外焦平面陣列的非均勻性校正問(wèn)題，

2、在標(biāo)定類校正方法和自適應(yīng)校正方法兩方面展開(kāi)研究。根據(jù)標(biāo)定類校正方法的基本原理和探測(cè)元的非線性響應(yīng)特性，從實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)的角度出發(fā)，提出了最優(yōu)分段線性校正和最優(yōu)多項(xiàng)式校正兩種標(biāo)定類校正方法。與目前已有的同類方法相比，兩種新方法具有更好的校正性能。在自適應(yīng)校正方面，針對(duì)經(jīng)典空域自適應(yīng)校正算法中存在的目標(biāo)退化、偽像問(wèn)題，以及抑制空間低頻非均勻性噪聲存在的不足進(jìn)行了分析。找出了問(wèn)題產(chǎn)生的根源，并分別提出了邊緣指導(dǎo)的自適應(yīng)校正方法和空域自適應(yīng)校正與標(biāo)定

3、相結(jié)合的校正方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，新方法克服傳統(tǒng)方法存在的不足，具有良好的校正性能。 為有效檢測(cè)紅外焦平面中的無(wú)效像元，將無(wú)效像元的檢測(cè)判別問(wèn)題等效成檢測(cè)判別有效像元的問(wèn)題，提出了基于響應(yīng)特征直方圖分解的紅外焦平面陣列無(wú)效像元檢測(cè)方法。與目前常用方法相比，新方法充分考慮了有效像元響應(yīng)特征，從而能夠更為準(zhǔn)確地檢測(cè)無(wú)效像元。同時(shí)，考慮到直方圖分解方法的具體算法實(shí)現(xiàn)問(wèn)題，通過(guò)引入多分辨率的思想，提出了基于兩階段搜索的自適應(yīng)正交投影分解快

4、速實(shí)現(xiàn)算法。與目前已有的實(shí)現(xiàn)算法相比，新算法不但計(jì)算量少，而且信號(hào)分解效果更好。 針對(duì)IRFPA成像系統(tǒng)中非均勻性校正與無(wú)效像元補(bǔ)償?shù)挠布?shí)現(xiàn)問(wèn)題，利用FPGA技術(shù)，設(shè)計(jì)了非均勻性校正與無(wú)效像元補(bǔ)償?shù)膱D像預(yù)處理電路模塊。與目前已有的設(shè)計(jì)方法相比，該預(yù)處理模塊可以處理連續(xù)分布無(wú)效像元；同時(shí)在保證較高精度的前提下，能夠盡量節(jié)省FPGA邏輯資源和存放系數(shù)的內(nèi)存資源，有利于信息處理系統(tǒng)的小型化。 針對(duì)多DSP構(gòu)成的多計(jì)算機(jī)體系結(jié)