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红外图像非均匀性实时校正算法设计与实现
作 者: 刘易华
导 师: 田金文;龚俊斌
学 校: 华中科技大学
专 业: 控制工程
关键词: 图像增强 非均匀性校正 红外焦平面阵列 现场可编程阵列
分类号: TP391.41
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要
非制冷长波红外焦平面阵列探测器具有结构简单、工作稳定可靠、探测灵敏度高、噪声等效温差小等优点,是红外成像探测技术的重要发展方向,预期将在未来的国民经济和国防安全等多个领域发挥重要的作用。在非制冷长波红外探测器成像过程中,存在较强的图像非均匀性、一定数量的盲元,同时图像的对比度较差,这些成像缺陷对成像质量产生了严重的影响,限制了非制冷长波红外探测器的应用范围。本论文主要研究非晶硅非制冷长波红外焦平面阵列图像的非均匀校正、盲元补偿和对比度增强技术,并基于FPGA对相关算法进行硬件实现。本论文的设计方案是首先对获取的图像进行盲元检测,然后采用带动态漂移校正的两点法来完成非均匀校正并同时进行盲元插值,最后采用三段线性拉伸法来完成对比度增强。为了高效稳定地实现上述算法,本论文采用FPGA对上述算法进行硬件电路实现。在红外图像的非均匀性实时校正的硬件实现过程中,合理高效的流水设计是保证系统实时性的关键技术。本文在实时处理中的流水级主要包括数据加载级,非均匀校正级和对比度增强级。此外,本论文还通过适当地处理对比度增强参数,大大地减少了系统对存储空间的消耗,同时保证红外图像非均匀校正系统工作稳定可靠,从而显著地降低系统的功耗,减小整机体积,提高系统的继航能力和使用灵活性。通过实测数据和ModelSim等软件的电路仿真,本文对设计的系统进行了验证和测试。实验结果证明,系统采用的算法简单、有效,能够适应较宽的目标和工作环境温度范围;而基于FGPA的硬件实现技术,则具有高性能、高计算精度、高稳定性、高性价比和低功耗的优点,具有良好的发展空间和市场应用前景。
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全文目录
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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理(信息加工) > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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