1、隨著紅外成像技術的不斷發(fā)展和紅外焦平面陣列(IRFPA,InfraRed FocalPlane Arrav)圖像傳感器的日益成熟,IRFPA被廣泛應用于軍事、工業(yè)和商業(yè)等領域的多種成像系統(tǒng)中.典型應用包括導彈制導、航空測量、紅外前視系統(tǒng)、紅外搜索跟蹤器、海關緝私、海上救援設備、森林消防等等.這些應用對紅外圖像質(zhì)量的要求越來越高.開展紅外圖像實時預處理技術研究具有重要的現(xiàn)實意義. 論文的主要工作包括: 回顧了紅外熱像儀及其

2、核心部件紅外探測器的發(fā)展歷史,分析了國際上紅外圖像處理技術的發(fā)展狀況及紅外圖像實時處理的特點,比較了幾種常見的紅外圖像處理系統(tǒng).主要研究了紅外圖像預處理的幾個關鍵算法,包括失效元替代(BPR,Bad Pixel Replacement)、非均勻性校正(NUC,Non-Llniforrnity Correction)和自動增益控制(AGC,Auto Gain Control). 失效元對紅外焦平面陣列器件成像質(zhì)量的影響較大.本文在

3、給出失效元定義的基礎上,對失效元的產(chǎn)生機理進行了分析,并給出了失效元檢測的具體方法. 基于數(shù)字信號處理器(DSP,Digital Signal Processor)實現(xiàn)了紅外圖像的硬件處理系統(tǒng)并編寫了失效元處理的軟件程序,實現(xiàn)了失效元的自動檢測和校正. 另外,由于紅外焦平面制造工藝的缺陷,非均勻性不可避免.本文詳細研究了非均勻性校正的各種方法.最終選擇了適合數(shù)字信號處理器實時處理系統(tǒng)的一點校正法,兩點校正法,并編寫了處理

4、程序. 分析了紅外圖像自動增益控制技術的背景和意義,分析了主要的增益控制方法,并結合DSP處理系統(tǒng)給出了軟件實現(xiàn)代碼. 實驗結果表明,所設計的軟硬件符合實時性、可靠性的要求,取得了較好的處理效果. 另外,對以可編程邏輯門陣列(FPGA,Field Programmable Gate Array)為主運算器件實現(xiàn)紅外圖像處理系統(tǒng)進行了探討,并給出了以FPGA為主運算器件實現(xiàn)失效元替代、非均勻性校正和自動增益控制的硬