主動式紅外成像系統(tǒng)的圖像處理與分析方法研究.pdf

1、目前主動紅外成像技術已經(jīng)得到了快速發(fā)展，在安全防護，軍事以及科學等領域的應用越來越廣泛。它擁有可分辨性，直觀性好、便于計算機處理等優(yōu)點。在實際應用中，由于光學鏡頭，探測器限制以及大氣吸收和散射的影響，主動紅外圖像并不能滿足人們應用的要求。因此，需要針對主動紅外圖像進行增強處理與分析，從而改善其視覺效果。
　　本文最初對紅外成像技術的基礎原理進行了介紹，其次成功構建一個選用LED紅外探照燈的主動式紅外成像系統(tǒng);該系統(tǒng)由LED探照燈、

2、光學物鏡、重重的CCD低照度攝像機、視頻圖像采集卡、PC與其他輔助設備構成。編程實現(xiàn)了一個主動紅外視頻圖像采集控制系統(tǒng)軟件，并進行了視頻圖像采集實驗和結(jié)果分析。
　　在對主動紅外圖像進行處理時，首先介紹了主動紅外圖像的特點以及幾種常用的紅外圖像處理算法。由于探照燈照射，外界光照環(huán)境，大氣吸收和隨機散射等原因，使得主動紅外圖像普遍存在圖像對比度底、圖像亮度不均勻或不足、噪聲影響大以及圖像視覺效果差等缺點，直接影響后續(xù)的目標識別、跟蹤

3、等操作。因此，針對主動紅外圖像必須進行增強處理的深入研究?；赗etinex理論的圖像增強算法能有效地增強圖像的視覺效果，改善其亮度均勻性;而頻域非線性外推算法能在增強圖像目標的邊緣細節(jié)同時，使增強后的圖像具有更好的視覺效果。本文基于小波分析方法，采用基于雙邊濾波的Retinex算法和頻域非線性外推算法相結(jié)合的方法，提出了一種有效的主動紅外圖像增強方法。該方法首先對紅外圖像進行小波分解，對分解后的低頻分量利用基于雙邊濾波的Retinex

4、算法進行處理，從而改善其亮度均勻性及其視覺效果;對小波分解后的高頻分量進行邊緣提取，采用頻域非線性外推法對邊緣進行高頻成分增強，然后對紅外圖像進行小波重構獲得最后的增強結(jié)果。實驗結(jié)果表明采用本文提出的方法可以提高紅外圖像亮度均勻性，突出其邊緣細節(jié)以及改善其視覺效果。
　　運動目標檢測是在圖像序列中提取與背景存在著相對運動的前景目標，并保存一些相關數(shù)據(jù)，為后續(xù)的目標跟蹤等更高級的運動分析做好準備。由于應用環(huán)境的動態(tài)變化以及主動紅外圖