亚像元遥感成像非均匀性校正技术研究

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1、亚像元遥感成像非均匀性校正技术研究张一舟2015年1月中图分类号：TN911.73UDC分类号：535亚像元遥感成像非均匀性校正技术研究作者姓名张一舟学院名称光电学院指导教师许廷发教授答辩委员会主席倪国强教授申请学位工学硕士学科专业光学工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年1月Sub-PixelRemoteImagingNonuniformityCorrectionTechniqueCandidateName：ZhangYizhouSchoolorDepartment:SchoolofOptoelectronicsFacultyM

2、entor:Prof.TingfaXuChair,ThesisCommittee：Prof.GuoqiangNiDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：OpticalengineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：January，2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也

3、不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要红外热成像技术因具有方便的测温方式和强大的夜视性能等优点，在军事侦察、航空遥感、工业检测、安防监控、生物医学等方面具有广泛的应用前景。在复杂场景环境下，受到环境的复杂性、探测器非均匀性、随机噪声等影响，生成红外图像具有对比度低、边缘模糊、信噪比低等缺点，对目标识别、探测及跟踪有很大影响。本文对地面复杂场景下的亚像元成像、非均匀性校正、盲元检

4、测和补偿等关键技术进行了重点研究，论文的主要工作和取得的主要成果如下：1.采用时-空过采样成像系统，利用两列有亚像素级错位的线阵CCD完成对场景空域和时域方向的过采样，通过重建算法生成亚像元图像。提高了图像的分辨率，保留了目标的能量分布特性，经过采样后过图像中目标能量较单采样系统而言相对集中且亮度与原始目标更为接近，不容易在复杂背景中淹没。2.研究了红外成像系统中非均匀性的产生机理，对典型的非均匀性校正算法进行了仿真实验和对比分析。3.提出基于的Savitzky-Golay加权拟合的非均匀性条带校正方法。针对一种特殊的固定图案噪声非均匀性条带

5、，根据非均匀性列参数一致性的规律，利用Savitzky-Golay滤波器对加权后的图像列均值和方差进行拟合，通过可调参数的迭代完成校正。更好地保留了原图像的细节特征，峰值信噪比、通用质量评价指数等评价参数均有10%以上的提升，对于高非均匀性条带图像，其优越性能更加突出。4.提出将Euler弹性模型应用于盲元补偿方法。在利用重复搜索的自适应阈值盲元检测算法确定盲元位置的基础上，采用光滑的等照度线平滑图像中由盲元造成图像信息缺失的区域，实验结果表明，算法能够保持图像边缘特征，克服了传统邻域替代、平均算法中因盲元分布集中而造成的图像细节失真的情况。

6、最后，给出了总结和展望。关键词：红外热成像；时-空过采样；非均匀性条带校正；Savitzky-Golay滤波；盲元补偿；Euler弹性模型I北京理工大学硕士学位论文AbstractInfraredimagingtechnologyhasbeenwidelyappliedinmilitaryreconnaissance,remotesensing,industrialinspection,securitymonitoringandbiomedicine,duetotheadvantagesofitsconvenienttemperatureme

7、asurementandpowerfulnightvisioncapability.Inthecomplexscenebackground,affectedbythecomplexityofenvironment,detectornouniformityandtherandomnoiseintheprocessofgeneration,infraredimageshavelowcontrast,blurryedge,lowsignal-noiseratioandothershortcomings,whichaffectthetargetdet

8、ection,classificationandtrackingconsiderably.Thethesishasfocusedontheresearchofkey