红外焦平面成像信号处理技术的研究

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1、上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其它个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检

2、索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日1上海交通大学工程硕士论文摘要红外焦平面成像信号处理技术研究摘要红外焦平面成像信号处理技术是当今发展迅速、军民两用的高科技技术之一，在目标跟踪、机器人导航、辅助驾驶等领域有着广泛的应用。本文围绕红外焦平面成像系统应用，设计并实现了基于凝视红外焦平面的图像信号处理系统。对红外成像制导过程中红外图像的非均匀性校正、图像噪声抑制、红外图像增强、红外斑状目标检测跟踪等处理技术进行了系统深入

3、研究。系统采用现场可编程门阵列(Fieldprogrammablegatearray,FPGA)+数字信号处理(Digitalsignalprocess，DSP)硬件框架，并充分利用FPGA处理器实时性好、可重构设计、低功耗、设计灵活以及易于在线调试等优势，设计并实现了基于两点温度定标的非均匀性校正、扩展的灰度线性变换、中值滤波、双线性插值放大等图像处理算法。本文研究了红外焦平面成像系统的设计和实现中的相关问题，主要内容如下：对红外焦平面成像系统进行了研究，设计和实现了一种基于DSP+FPGA的实时红外成像信号处理系统，该系统工作稳定。分析了焦平面红外图像低对比度、非均匀性

4、、宽动态范围等特性，提出了红外图像的预处理算法。并详细介绍了预处理算法中基于FPGA的两点温度定标的非均匀性校正、中值滤波、扩展灰度线性变换算法的设计与实现。研究了滤波估值理论在红外图像中针对斑状目标跟踪的应用，分析了斑状目标的位置测量和位移的误差模型，提出了红外斑状目标的滤波预测跟踪方法。关键词：红外焦平面成像，信号处理，FPGA，DSP，斑状目标跟踪I上海交通大学工程硕士论文ABSTRACTStudyonsignalprocessingtechnologyofIRFPAimagingsystemABSTRACTThesignalprocessingtechnologyo

5、fIRFPAimagingsystemsisoneoftherapidlydevelopinganddual-usetechnologies.Ithasalotofapplicationsinmanyfieldssuchastargettracking,automatonnavigation,assistantdriving,etc.ThedesignandrealizationoftheimagesignalprocessingsystembasedonstaringIRfocalplanearrayaroundtheapplicationofInfraredfocalp

6、laneimagingsystemareproposed.DuringtheprocessingofIRimagingguidance,someIRimageprocessingtechniquessuchasnon-uniformitycorrection、noiserestraint、enhancementofIRimageandreal-timeimageenlargement、televisiondisplayandecthavebeendeeplyresearchedandanalyzed.EspeciallybyusingofthestructureofFPGA

7、+DSPinsystemhardwaredesignandtakingfulladvantageofgoodperformanceofFPGAprocessorincludereal-timeoperation、rebuildingdesign、lowpowerconsumption、flexibledesign、convenientdebugginginsystemandect.Thedesignandrealizationofalgorithmsofimagingprocessingsuchastwo-poin