高空高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)紫外成像探測(cè)信號(hào)處理及其設(shè)計(jì).pdf

1、對(duì)高空高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的紫外探測(cè)就是對(duì)其羽煙輻射的200nm~280nm“日盲區(qū)”紫外光進(jìn)行成像探測(cè)，由于大氣對(duì)紫外光的吸收和散射等作用，到達(dá)探測(cè)器的紫外信號(hào)極其微弱，因此如何處理紫外微弱圖像信號(hào)成為了紫外成像探測(cè)技術(shù)的重點(diǎn)。為促進(jìn)紫外成像探測(cè)技術(shù)在軍事方面的具體應(yīng)用，本課題在提出總體技術(shù)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，主要對(duì)紫外微弱圖像信號(hào)處理相關(guān)算法進(jìn)行了分析和研究，設(shè)計(jì)出相關(guān)的軟硬件系統(tǒng)，并通過(guò)仿真驗(yàn)證所選算法和對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證評(píng)價(jià)。
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2、首先闡述了紫外成像探測(cè)系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)，具體分析了高空高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的時(shí)間空間特性和紫外輻射特性，建立了紫外傳輸方程和目標(biāo)運(yùn)動(dòng)方程，并對(duì)紫外微弱信號(hào)處理的方法和流程進(jìn)行了研究。其次，在分析紫外數(shù)字圖像特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，建立紫外目標(biāo)模型，研究了基于單幀圖像的預(yù)處理、背景抑制以及目標(biāo)檢測(cè)九種相關(guān)算法，通過(guò)仿真驗(yàn)證，最終選擇灰度變換作為圖像預(yù)處理算法、自適應(yīng)中值濾波作為圖像背景抑制算法，以及自適應(yīng)閾值分割作為目標(biāo)檢測(cè)算法，并利用MATLAB仿真驗(yàn)

3、證了這三種算法的數(shù)字圖像處理效果。然后，根據(jù)提出的總體技術(shù)指標(biāo)以及軟硬件總體設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)出紫外成像探測(cè)軟硬件系統(tǒng)。通過(guò)器件選型，最終采用CycloneⅣ系列的EP4CE30F23C7N+TMS320DM642作為硬件電路核心處理架構(gòu)；同時(shí)利用QUARTERSⅡ開(kāi)發(fā)平臺(tái)以及Verilog HDL和VH DL等開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，對(duì)系統(tǒng)的總體軟件（包括圖像采集、圖像存儲(chǔ)、圖像傳輸以及圖像顯示四個(gè)部分）進(jìn)行設(shè)計(jì)，并利用Modelsim進(jìn)行仿真驗(yàn)證，驗(yàn)