非制冷热成像图像增强方法研究文献综述
2020-04-29 19:03:37
1. 前言 红外热成像是一种可探测目标的红外辐射,并通过光电转换、电信号处理等手段,将目标物体的温度分布图像转换成视频图像或者平面图像的设备,是集光、机、电等尖端技术于一体的高兴技术产品。
在军事领域,它可以突破黑夜的障碍,实施夜间行动和作战,大幅度提高武器系统的作战能力;在民用领域,红外热成像系统可以进行无损检测等,同时非制冷焦平面探测器使整个红外热成像系统省去了复杂的制冷系统,成本大大降低,是的红外热成像系统省去了复杂的制冷系统,成本大大降低,是的红外热成像技术得到飞速发展。
非制冷红外热成像系统的核心是非制冷焦平面,其发展水平直接决定了非制冷成像系统的发展。
从1978年非制冷热成像技术首次研究成功,已有20多年的发展历史。
世界各国都在竞相开展非制冷焦平面的研究,其中美国英国法国等国家处于领先地位。
探测器像素已有原来的单元结构发展到目前的大规模面阵,并逐步向超大规模阵列发展,像素尺寸也在明显减小。
2. 研究现状 红外成像电子学组件是热成像系统的重要组成部分,器肩负着充分发挥红外焦平面探测器性能、将红外叫平面探测器输出的电信号经过处理转化为视频信号或者其它系统规定格式的信号的功能。
红外成像电子学组件包括硬件系统和图像处理算法两大部分,由于当前硬件系统平台已经十分完善,因此红外图像处理技术成为成像电子学组件的重要研究内容。
红外图像处理技术需要针对红外图像的具体特点而开展。
受限于红外探测器的制作工艺和材料纯度影响,红外图像主要存在如下几个共性问题: (1)红外成像受非均匀及无效像元的影响,实际温度分辨率不高; (2)红外成像普遍存在噪声大,图像对比低,灰度范围窄的现象; (3)红外热图像表征景物的温度分布,是灰度图像,没有立体感,对人眼而言,分辨率低; (4)由于受景物热平衡、波长较长、传输距离远、大气衰减等因素的影响,红外空间相关性强、对比度低、视觉效果模糊; (5)热成像系统的探测能力和空间分辨率低于可见光阵列,使得红外图像的清晰度低于可见光图像; (6)外界环境的随机干扰和热成像系统的不完善,给红外图像带来多种多样的噪声,比如热噪声、散粒噪声、1/f噪声、光子电子涨落噪声等; (7)由于红外探测器各探测单元的响应特性不一致、光机扫描系统缺陷等原因, 造成红外图像的非均匀性,体现为图像的固定空间噪声、串扰、畸变等。