紅外-可見光成像復合探測系統(tǒng)設計及信息處理.pdf

1、利用紅外與可見光成像復合傳感器在復雜背景下探測目標,是一項極為重要的軍民兩用技術,它所涉及的傳感器設計、信息處理和系統(tǒng)仿真方法一直是科研工作者和工程技術人員研究的熱點。傳統(tǒng)地采用單一非制冷紅外熱像儀或可見光傳感器獲取的圖像難于滿足在復雜環(huán)境下全天候全天時的探測目標需求,將兩種傳感器復合可以實現功能互補,采用科學合理的融合規(guī)則來提高圖像質量,可實現復合傳感器系統(tǒng)探測目標的最優(yōu)性能。
　　 紅外與可見光成像復合探測系統(tǒng)的設計難點在于

2、系統(tǒng)參數設計和圖像融合算法及規(guī)則。在設計系統(tǒng)參數時,除了要對目標與環(huán)境特征參數、傳感器性能參數、傳感器載臺進行設計外,還要考慮各傳感器參數協(xié)調性、應用場合以及成本問題。單傳感器圖像處理算法主要包括圖像預處理算法以及目標檢測、跟蹤與識別算法;多傳感器圖像處理更為復雜,它包括圖像預處理、圖像配準和圖像融合。此外,面向工程化設計的復合探測系統(tǒng)還包括必要的信號處理和系統(tǒng)仿真測試。
　　 本報告來源于上海交通大學與中航工業(yè)集團的合作項目,

3、以運動平臺紅外與可見光復合探測系統(tǒng)設計及其圖像信息處理方法為研究對象,闡述了國內外研究現狀和發(fā)展趨勢,在分析了紅外與可見光目標環(huán)境特性后,對雙源傳感器的成像機原理、工程化設計、圖像預處理、圖像信息融合分別做了詳細分析,對車船跟蹤探測仿真平臺的開發(fā)與測試情況進行了總結。
　　 本報告第二章通過描述紅外黑體的熱輻射特性揭示了紅外熱成像機理,通過描述人眼成像的視覺對比靈敏度和與背景環(huán)境反差的原理揭示了可見光成像機理。報告介紹了長波非制

4、冷紅外熱像儀、可見光CCD攝像機、輔助系統(tǒng)的設計與測試方法,可用于實際工程中。
　　 本報告第三章分析了雙源動態(tài)圖像預處理中的圖像增強、穩(wěn)像、圖像濾波、探測器陣列非均勻校正、圖像配準的方法,包括:圖像空域增強法和頻域增強法,基于全局運動估計的電子穩(wěn)像算法,圖像濾波消噪方法,基于參考源的標定校正法和基于場景的軟件校正法,基于灰度信息、傅立葉變換和特征匹配的圖像配準方法。這些方法可用于紅外與可見光成像復合探測系統(tǒng)的圖像預處理中。

5、r>　　 本報告第四章依據三個層次分析了紅外與可見光圖像信息融合方法,闡述了像素級靜態(tài)、動態(tài)圖像融合方法,分析了特征級融合、決策級融合的常用方法,描述了基于張量典型相關分析的特征級圖像融合算法和基于粗糙集的決策級圖像融合算法。
　　 本報告第五章開發(fā)了一種車船跟蹤探測系統(tǒng)仿真平臺,包括車船跟蹤模擬觀察系統(tǒng)和地面目標跟蹤識別系統(tǒng)軟件,分別作為半物理仿真平臺和數字仿真平臺,二者各自可單獨使用,也可聯合使用。詳細介紹了系統(tǒng)的設計思路