焦平面陣列成像像質(zhì)分析理論與優(yōu)化技術(shù)研究.pdf

1、熱成像技術(shù)把物體表面的紅外輻射分布轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽鈭D像，既克服了主動(dòng)紅外夜視的人工紅外輻射源容易暴露的缺點(diǎn)，又克服了被動(dòng)微光夜視完全依賴于環(huán)境光的不足。隨著紅外焦平面技術(shù)尤其是非制冷紅外焦平面技術(shù)的發(fā)展，紅外熱成像技術(shù)得到了日益廣泛的應(yīng)用。與可見光CCD之類的陣列器件一樣，凝視型紅外焦平面探測(cè)單元間距決定了空間抽樣頻率，而被探測(cè)場(chǎng)景的空間頻率往往要高于紅外焦平面陣列探測(cè)單元重復(fù)頻率的一半，這種欠抽樣所產(chǎn)生的折疊混淆效應(yīng)嚴(yán)重?fù)p壞了圖像質(zhì)量。另

2、外現(xiàn)階段非制冷紅外焦平面技術(shù)由于器件及工藝的緣故，熱圖像空間分辨率低、溫度分辨能力差，也一定程度上限制了紅外焦平面技術(shù)的應(yīng)用。 有鑒于此，本文提出了陣列成像空間積分抽樣的相位理論模型，為焦平面技術(shù)的研究、測(cè)試和消減因欠抽樣而產(chǎn)生的頻譜折疊混淆效應(yīng)提供了理論依據(jù)；作為該理論模型的應(yīng)用，本文對(duì)固定與非固定模式微掃描過程進(jìn)行了分析；針對(duì)微機(jī)械式微掃描技術(shù)的不足，結(jié)合液晶光譜特性及電光特性的研究，提出并設(shè)計(jì)了基于紅外TFT-LCD的非機(jī)

3、械式微掃描技術(shù)。 在彩色陣列顯示方面，室外全彩色LED顯示屏、便攜式數(shù)字視頻等特種顯示設(shè)備，因各種各樣的原因難以達(dá)到很高的分辨率要求，存在著陣列成像空間欠抽樣的不足。本文在陣列成像空間抽樣相位理論的指導(dǎo)下，從陣列顯示單元的組合排列方式出發(fā)，提出了三角形像素重組和正方形像素重組的虛擬像素技術(shù)方案，在欠抽樣結(jié)構(gòu)下實(shí)現(xiàn)過抽樣的超分辨率顯示技術(shù)。 在紅外熱圖像實(shí)時(shí)處理方面，基于對(duì)紅外焦平面熱成像系統(tǒng)的空間分辨、動(dòng)態(tài)范圍、噪聲特征

4、以及紅外熱圖像灰度分布的分析，研究了提高紅外焦平面熱成像系統(tǒng)空間分辨能力的電子微掃描技術(shù)、紅外熱像動(dòng)態(tài)范圍自適應(yīng)調(diào)整的新型直方圖均衡HE算法、改善紅外焦平面熱圖像信噪比及圖像對(duì)比度的自適應(yīng)二維時(shí)間延遲積分2D-TDI算法。設(shè)計(jì)了以ALTERA公司STRATIX芯片EPlS20為核心的非制冷紅外焦平面實(shí)時(shí)圖像處理板，進(jìn)行了算法的實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)，取得了一定的效果。 本文的研究工作，為在焦平面陣列器件與系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研制與技術(shù)發(fā)展中，分析與優(yōu)化