红外图像数据处理方法研究开题报告

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1、中北大学毕业设计(论文)开题报告学生姓名：孔祥吉学号：0705034133学院、系：信息与通信工程学院电子工程系专业：测控技术与仪器设计(论文)题目：红外图像数据处理方法研究指导教师:郑宾2011年3月30日毕业设计（论文）开题报告1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：文献综述一、课题的研究背景及意义红外图像是伴随着红外成像技术的出现而诞生的。红外热成像技术，又称为热成像技术，是一种辐射信息探测技术，红外热成像系统能够把物体表面自然发射的红外辐射分布转变为可见图像。因为不同物体或同一物体的不同部位

2、具有不同的红外辐射特性(如温度和发射率)，所以系统可直观地显示其差异并将它们区分开来，转换成可见图像，从而将人类的视觉感知范围由传统的可见光谱扩展到裸眼看不到的红外辐射光谱区。支撑红外成像技术的理论与技术基础包括红外物理学、光电子学、现代信息处理技术、材料科学、精密光学机械和特种红外工艺等。由于红外传感器本身固有的特性，红外图像普遍存在着目标与背景对比度较差、边缘模糊等缺点，再加上目标距传感器较远，受到大气热辐射等因素影响，使红外图像信噪比和对比度较低，图像中的目标形状和纹理信息不足。因此必须对红外图像进行增强处理，以提高信噪比和对比度。传统的

3、增强方法都有不同程度的局限性，必须寻找新的处理思想和手段，以能够最大限度地降低红外图像的噪声，突出图像中的有用信息并提高视觉效果。因此，本课题的研究既有一定的理论价值又有相当的实际应用前景。可见光图像感受和反映的是目标及背景反射来自太阳或其它物体光线强弱的差异，而红外图像感受和反映的是目标与背景自身向外辐射能量的差异，这两者都与构成目标及背景的材料、颜色及表面光亮度有关。由于红外图像和可见光图像存在着上述本质上的差异，这就决定了红外图像与可见光图像具有各自不同的特点。由于红外波段的辐射波长比可见光长，因而红外图像的空间分辨力比可见光低；红外辐射

4、透过雾的能力比可见光强，所以红外成像可以克服部分视觉上的障碍而探测到目标，具有比可见光更强的穿透能力；红外成像系统的主要工作波段是在3-5um和8-14um两个被称为红外窗口红外波段，在这两个波段内，红外辐射的透射能力很强，其作用距离是可见光的3-5倍；由于红外成像和可见光成像方式和本质的不同，红外成像系统可以全天候工作，而可见光成像传感器则不能。另外，目标的可见光图像可能受到阴影的影响，而目标的红外图像则受阴影的影响较小。可见光图像传感器利用物体的不同部分对可见光不同的反射成像，图像具有较高的对比度和分辨率，但易受强光和烟雾干扰，不能在夜间工

5、作，不适应全天候工作的需求；红外成像系统是利用景物对红外线的辐射差成像．将红外辐射转换为可见光图像，利用场景内物体本身各部分辐射的差异获取物体图像的细节，所以红外图像的获取可不依赖于外部光线。由于红外图像所其有的上述特点，红外成像技术的应用已经渗透到医学诊断、航空航天、军事侦察、指纹识别、无损探伤等领域。红外图像的质量在红外成像技术的各种具体应用中起着至关重要的作用。伴随着红外成像技术的广泛应用，红外图像的增强处理技术也逐渐成为科研人员研究的重点。一、红外成像技术发展现状与未来趋势红外图像是灰度图像，没有彩色或阴影，所以对人眼而言，分辨率低，没

6、有立体感；由于景物热平衡、光波波长较长、传输距离远和大气衰减等原因，造成红外图像空间相关性强、对比度低、视觉效果模糊；外界环境的随机干扰和红外成像系统的不完善，给红外图像带来多种多样的噪声，这些分布复杂的噪声使得红外图像的信噪比比可见光图像低。目前，红外成像系统突出的性能优点还远没有得到充分地发挥。因此，在开展红外成像系统性能研究的同时，各国的科研人员也在积极进行图像处理技术的研究。我国从上个世纪开始进行红外图像处理技术的研究工作。红外图像由于其自身的特点，处理方式与处理可见光图像的方式不完全相同，但红外图像的增强处理可借鉴可见光图像的处理方法

7、。对于某个特定的应用，通常根据增强处理需要达到的目的选择合适的增强算法，在具体应用中，针对红外图像的特点可以进行一些改进。以硬件实现为最终目的的红外图像增强技术研究的核心任务是研制模块化图像实时处理系统，有效地提高成像系统的动态范围，抑制噪声，消除非均匀性，提高红外图像的质量。在红外图像的实时处理中，要求增强算法简洁、有效和易于硬件实现，因此采用直方图均衡、灰度变换等传统增强方法居多。一般的直方图均衡化增强方法对于红外图像的增强效果并不理想，有时会存在加强噪声的现象。为了克服直方图均衡化方法的不足，VirgilE．Vichers，Silverm

8、anJ提出了直方图投影、平台直方图算法。其中，平台直方图算法是最有价值的算法，实现该算法的关键是平台值的选择，但是并没有提出一个选择平台阈值的合理准则