高灵敏度推扫式红外相机图像采集与处理技术研究

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1、密级:硕士学位论文高灵敏度推扫式红外相机图像采集与处理技术研究作者姓名：张慕威指导教师:董峰研究员中国科学院上海技术物理研究所学位类别:工学硕士学科专业:电路与系统研究方向：航空航天遥感系统培养单位:中国科学院上海技术物理研究所2016年4月学位论文版权使用授权书本人完全了解中国科学院大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存学位论文。本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将学位论文提交《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社，编入

2、CNKI学位论文全文数据库并充实到“学位论文学术不端行为检测系统”比对资源库，同意按章程规定享受相关权益。保密论文在解密后遵守此规定。论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日英文标题ResearchofHighSensitivityPush-boomInfraredCameraImageAcquisitionandProcessingByZhangMuweiADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterof

3、EngineeringShanghaiInstituteofTechnicalPhysicsApril,2016致谢致谢时光如梭，匆匆三年的研究生生活就要接近尾声了，这三年时光对我的人生有着特别的意义，它是我从校园步入社会的桥梁，是我从稚嫩走向成熟的阶梯。在此毕业之季，我要对所有帮助和陪伴我的人们表达由衷的感谢和真诚的祝福。首先我要感谢我的导师董峰研究员，他对我的认真负责和的虚心教导使我受益颇多。在课题的选定方面，董老师给了我很大的空间，并为我提供了良好的科研环境，让我能自由的遨游在知识的海洋中，每当我学术上遇到瓶颈时，他又能以他渊博的专业知识给我以画龙点睛的指点。董老师在科研上态度严谨、

4、经验丰富、知识渊博、尽职尽责，为我今后的人生树立了标杆。在生活上董老师平易近人，不但关心我的学习，同样对我的生活也百般照顾，经常虚寒问暖，是一个能站在学生角度为学生着想的好老师。感谢工程九室的傅雨田老师在电路设计方面提出的许多宝贵意见，黄小仙老师和刘晓华老师分别在图像处理和系统结构方面给予的诸多帮助。徐子颖在代码设计方面给了我很大帮助，还有九室其他职工对我的关心和照顾在此也一并感谢。感谢工程九室的同学张龙、董龙平、张茜丹在课题方面给予的帮助。张龙身为课题组的大师兄，在课题组起到了中流砥柱的作用，他的课题与我的课题息息相关，对我帮助巨大。董龙平和张茜丹为人热情，在数据处理上给了我许多帮助。感

5、谢工程九室的其他师兄师姐师弟师妹们：魏传新、房陈岩、王宏博、张腾飞、赵玥皎、徐全飞、朱雨霁、李坤厚、金辉、李峰、郑天宇、王梅竹、孙艳艳、孙红利、陈致、张泉、陈怀宇、庾金涛、李清灵、郑扬帆、王文秀、赵爽、郑彬、张崇丙、张旭旭等，正是你们的陪伴为我生活添加了不少乐趣，使我的科研生活丰富多彩。感谢研究生部的老师：汪骏发老师、朱晓琳老师、李淑薇老师和黄曦老师，你们的勤劳工作是我学业能够顺利完成的保障。还要感谢我的父母，我的弟弟和我其他的亲朋好友，正是你们的默默支持和无私奉献给予了我巨大的信心和动力，能让我在人生的道路上无惧艰险，勇往直前。最后向各位论文评阅和答辩专家和前来参加我论文答辩的老师和同学

6、表示诚挚的谢意和美好的祝愿。张慕威2016年4月I摘要摘要随着红外成像技术的不断发展，人们对红外系统的探测灵敏度也有了更高的要求，高灵敏度的红外成像系统在识别微小温差，获取目标温度细节上具有明显优势。这在太空探索、目标识别、医学诊断、地震和气候预报等方面具有重要意义。推扫成像是红外相机的一种重要的成像方式，在航天和卫星遥感领域有着广泛的应用，相比于单元扫描和多元并扫，其能获得相对较长的目标驻留时间，进而增加对目标的曝光时间来提高系统探测灵敏度。本课题以推扫式红外相机在卫星遥感领域的应用为背景，为了提高相机的探测灵敏度，研制了一套基于FPGA的红外相机信息采集与处理系统，并在K508长波红外

7、探测器上得以实现。该系统采用细分采样叠加技术和数字TDI技术相结合的方式提高探测灵敏度，特别适合于电荷容量小，积分时间短的红外探测器。本文的研究重点大致为以下几个方面：1.系统的阐述了红外成像的原理和意义，并对本领域国内外发展现状和应用进行了较为详细的介绍。2.对推扫式红外成像系统各部分的噪声做了具体的分析，并对相关的噪声消除技术做了介绍；在此基础上，详细的分析和计算了细分采样叠加和数字TDI对系统信噪比的影响，并提出了