实时红外偏振融合关键技术研究
发布时间：2024-02-17 20:30
作为下一代红外偏振探测系统的重大发展方向之一,实时红外偏振融合技术受到了国内外的密切关注。本文研究了红外辐射强度图像与偏振度图像实时融合成像的一系列关键技术,研究核心在于通过搭建一套实时红外偏振融合仿真系统,对红外偏振融合的一系列关键技术进行研究。为进一步搭建实时红外偏振融合成像系统,观测动态目标的偏振信息融合特征,以及实时红外偏振融合技术在目标探测和识别中的应用打下基础。本文主要在以下方面进行了研究:1.分析了各种实时偏振成像系统,在此基础上提出了一种基于微偏振探测器的实时红外偏振融合成像系统设计方案,在缺少微偏振器件的情况下,提出了一种仿真系统设计方案,并搭建了一套仿真系统。2.提出了一种微偏振图像仿真系统设计方案,制定了微偏振图像输出格式,并研制了一块微偏振图像仿真板。该微偏振图像仿真板可以60帧/s的速率通过光纤输出微偏振仿真图像。3.设计一种实时偏振信息融合处理系统,并开发出了一块实时偏振信息融合处理板,实现了对微偏振图像的预处理和融合处理:(1)开发了针对微偏振图像的一些预处理算法并在FPGA中进行了实现。其中包括空间分辨率提高、计算偏振度图像、以及统一量纲等算法设计。其中...
【文章页数】：109 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
中文摘要
ABSTRACT
1 引言
1.1 课题研究的背景及意义
1.2 红外偏振成像技术的国内外现状
1.2.1 理论研究
1.2.2 偏振探测成像系统
1.2.3 偏振信息融合
1.3 实时红外偏振融合的关键技术
1.4 本文的研究内容与结构安排
2 实时红外偏振信息成像系统设计
2.1 红外辐射和偏振成像的基本理论
2.1.1 斯托克斯矢量表示法
2.1.2 斯托克斯矢量测量法
2.2 红外偏振成像设备分类
2.2.1 时间分割型偏振成像系统
2.2.2 振幅分割型偏振成像系统
2.2.3 分孔径型偏振成像系统
2.2.4 焦平面分割型偏振成像系统
2.3 偏振信息融合分析
2.4 红外实时偏振信息融合成像系统设计
2.5 本章小结
3 红外微偏振图像仿真系统设计
3.1 红外偏振图像仿真设计
3.2 输出方式选择
3.3 硬件平台设计
3.4 DSP配置
3.5 FPGA逻辑设计
3.5.1 RAM设置与端口配置
3.5.2 建立中断通路
3.5.3 图像输出
3.6 本章小结
4 图像预处理及FPGA实现
4.1 图像接收
4.2 空间分辨率提高的FPGA实现
4.2.1 提高空间分辨率的方法
4.2.2 空间分辨率提高算法在FPGA中的实现
4.3 计算偏振度图像
4.3.1 斯托克斯矢量计算
4.3.2 平方计算
4.3.3 平方根计算
4.3.4 偏振度计算
4.4 统一量纲
4.4.1 偏振度图像的线性映射
4.4.2 辐射强度图像线性映射
4.4.3 图像拼接
4.5 采用双FIFO机制向DSP传输图像
4.5.1 双FIFO机制设计
4.5.2 DSP图像接收
4.6 算法在FPGA中实现的优势
4.7 本章小结
5 红外偏振融合算法开发及DSP实现
5.1 基于拉普拉斯金字塔分解的红外偏振图像融合算法
5.1.1 基于拉普拉斯金字塔的图像分解
5.1.2 对各级拉普拉斯金字塔进行分层融合
5.1.3 对各级拉普拉斯金字塔各级融合图像进行重构
5.2 基于方向拉普拉斯金字塔的红外偏振图像融合算法
5.2.1 对各层方向拉普拉斯金字塔进行融合
5.2.2 基于融合后各层方向拉普拉斯金字塔进行图像重构
5.3 一种基于小波变换的红外偏振融合算法
5.3.1 基于小波变换的图像分解
5.3.2 对各尺度小波系数进行融合
5.3.3 基于各尺度融合后的小波系数进行图像重构
5.4 融合结果分析
5.4.1 融合评价指标
5.4.2 实验结果
5.5 DSP平台验证
5.6 一种简化的偏振融合算法
5.7 图像输出
5.7.1 图像输出到FPGA
5.7.2 图像输出
5.8 本章小结
6 红外融合图像显示系统设计
6.1 红外融合显示系统硬件设计
6.1.1 FPGA配置电路
6.1.2 光纤输入接口配置
6.1.3 视频编码模块配置
6.1.4 FIFO设置
6.2 红外融合显示系统软件设计
6.2.1 图像接收
6.2.2 图像的线性压缩
6.2.3 图像存取显示设计
6.3 本章小结
7 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
参考文献
作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3901278
【文章页数】：109 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
中文摘要
ABSTRACT
1 引言
1.1 课题研究的背景及意义
1.2 红外偏振成像技术的国内外现状
1.2.1 理论研究
1.2.2 偏振探测成像系统
1.2.3 偏振信息融合
1.3 实时红外偏振融合的关键技术
1.4 本文的研究内容与结构安排
2 实时红外偏振信息成像系统设计
2.1 红外辐射和偏振成像的基本理论
2.1.1 斯托克斯矢量表示法
2.1.2 斯托克斯矢量测量法
2.2 红外偏振成像设备分类
2.2.1 时间分割型偏振成像系统
2.2.2 振幅分割型偏振成像系统
2.2.3 分孔径型偏振成像系统
2.2.4 焦平面分割型偏振成像系统
2.3 偏振信息融合分析
2.4 红外实时偏振信息融合成像系统设计
2.5 本章小结
3 红外微偏振图像仿真系统设计
3.1 红外偏振图像仿真设计
3.2 输出方式选择
3.3 硬件平台设计
3.4 DSP配置
3.5 FPGA逻辑设计
3.5.1 RAM设置与端口配置
3.5.2 建立中断通路
3.5.3 图像输出
3.6 本章小结
4 图像预处理及FPGA实现
4.1 图像接收
4.2 空间分辨率提高的FPGA实现
4.2.1 提高空间分辨率的方法
4.2.2 空间分辨率提高算法在FPGA中的实现
4.3 计算偏振度图像
4.3.1 斯托克斯矢量计算
4.3.2 平方计算
4.3.3 平方根计算
4.3.4 偏振度计算
4.4 统一量纲
4.4.1 偏振度图像的线性映射
4.4.2 辐射强度图像线性映射
4.4.3 图像拼接
4.5 采用双FIFO机制向DSP传输图像
4.5.1 双FIFO机制设计
4.5.2 DSP图像接收
4.6 算法在FPGA中实现的优势
4.7 本章小结
5 红外偏振融合算法开发及DSP实现
5.1 基于拉普拉斯金字塔分解的红外偏振图像融合算法
5.1.1 基于拉普拉斯金字塔的图像分解
5.1.2 对各级拉普拉斯金字塔进行分层融合
5.1.3 对各级拉普拉斯金字塔各级融合图像进行重构
5.2 基于方向拉普拉斯金字塔的红外偏振图像融合算法
5.2.1 对各层方向拉普拉斯金字塔进行融合
5.2.2 基于融合后各层方向拉普拉斯金字塔进行图像重构
5.3 一种基于小波变换的红外偏振融合算法
5.3.1 基于小波变换的图像分解
5.3.2 对各尺度小波系数进行融合
5.3.3 基于各尺度融合后的小波系数进行图像重构
5.4 融合结果分析
5.4.1 融合评价指标
5.4.2 实验结果
5.5 DSP平台验证
5.6 一种简化的偏振融合算法
5.7 图像输出
5.7.1 图像输出到FPGA
5.7.2 图像输出
5.8 本章小结
6 红外融合图像显示系统设计
6.1 红外融合显示系统硬件设计
6.1.1 FPGA配置电路
6.1.2 光纤输入接口配置
6.1.3 视频编码模块配置
6.1.4 FIFO设置
6.2 红外融合显示系统软件设计
6.2.1 图像接收
6.2.2 图像的线性压缩
6.2.3 图像存取显示设计
6.3 本章小结
7 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
参考文献
作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3901278
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/xxkjbs/3901278.html