一、线阵红外焦平面成像系统中失效元检测及补偿的计算机模拟研究（论文文献综述）
丁帅[1]（2021）在《机载红外小目标探测系统非均匀性校正技术研究》文中研究指明机载红外搜索与跟踪系统（Infrared Search and Track,IRST）得益于其夜视、抗隐藏和穿透雾气等能力,在视觉监视和导弹制导等军事领域得到了广泛应用。通常探测的目标非常小,在焦平面上显示为暗点目标。成像过程中易受大气辐射、复杂天空背景及红外系统自身噪声等因素影响,造成红外图像中背景噪声的辐射强度高于点目标,导致点目标淹没在背景中或出现杂波,引起虚警现象。非均匀性噪声为长波红外成像系统的主要噪声来源,也是制约点目标探测达到背景极限的主要原因。因此,如何降低非均匀性噪声是红外小目标探测系统亟需解决的难题。目前,非均匀性校正方法主要分为两大类:标定类和场景类。标定类方法可分为一点、两点和多点校正方法,该类方法虽然简单易行,但无法对探测器响应非线性及漂移引起的非均匀性进行实时校正。场景类非均匀性方法有两种类型:（1）基于统计的场景校正法,此类方法依赖于像元辐射量在时间或空间上的数据统计假设,通过不断更新修正参数来完成非均匀性校正过程,其缺点是一旦某些应用场景难以满足其前提假设条件,则易产生鬼影现象。（2）基于配准的场景校正法,该类方法假设不同像素在特定时间段内对同一场景具有相同的响应,此种方法需要估计图像的帧间移动距离,算法计算量与存储量大,且误差容易累积和传递,工程上难以实现。本文在深入研究实验室标定法的基础上,针对两点标定法分析了探测器响应非线性、随机噪声、光学镜头及参考温度点选择等因素对其校正效果的影响,并通过实验对分析结果进行了验证,结果表明:（1）响应非线性及随机噪声均为红外探测系统带来了非均匀性校正误差,其中响应非线性可通过多点法来解决,但增加了工程应用的复杂性;随机噪声则带来了系统的探测非均匀性背景极限,低于该极限值的目标将被淹没在此背景极限中;（2）光学镜头首先会降低探测系统的信号传递效率,其次镜头自身的辐射及透过率非均匀性等因素会引入额外的噪声,严重影响两点法校正效果;（3）选择两参考温度点时应首先保证两参考点具有一定跨度,其次待校正点越靠近两参考点则校正效果越好;（4）探测器随时间漂移的现象在很大程度上造成了两点校正法的效果变差甚至针对实际天空场景时校正失败。本文通过研究长波红外探测器漂移对非均匀性校正效果的影响,提出一种基于天空背景的自适应实时探测器漂移补偿方法,该方法可自适应的选取天空背景作为参考辐射源,对场景进行校正。经实验验证,该方法对于天空背景具有良好的探测器漂移补偿效果,且相较于两点标定校正法,本文方法可将参考源相同序列图像校正后邻域标准差由原来的60降低到4.9,将参考源不同序列图像邻域标准差由60降低到10,从而有效降低了探测器漂移引起的非均匀性噪声。针对两点标定法的弊端及场景法的算法复杂性问题,本文提出一种基于相邻像元“比值-中值法”的场景非均匀性校正方法。该方法基于邻域像元灰度值一致性的假设,通过对其与邻域像元的灰度值比值做逐帧逐像素的计算,选出该比值的中值,并依次递推计算出校正系数矩阵。实验结果表明,该方法相较于两点标定法,在减少目标图像非均匀性方面效果良好,在不同季节、气象条件下可使红外小目标探测距离提高1.2-7.7倍。该方法的适用范围广,实时性好,可在飞行过程中随时进行而无需停止成像过程,此外,还从参数数量、算法过程和所需的输入数据量等方面大大降低了场景类非均匀性校正算法的复杂度,使其更易在工程中得到应用。
李潇雁[2]（2021）在《宽幅高分辨热像仪几何定位关键技术研究》文中认为高时效、高分辨率的热红外遥感影像是研究人类痕迹精细刻画,地表特征反演、资源勘查、及海洋生态监视等领域的重要资源。CASEarth小卫星是我国“地球大数据科学工程”专项支持的首颗卫星,其搭载的核心载荷红外热像仪可获取地表300Km幅宽30m分辨率的三谱段热红外数据。常用的线阵遥感相机数据获取方式主要有长线列推扫和短线列摆扫两种,但受卫星结构尺寸、重量、及功耗等工程边界条件约束,长线列推扫的成像方式难以满足短时相、大幅宽、高分辨的需求。长线列摆扫是解决这一矛盾的有效手段,但由于积分时间缩短、几何定位模型参数增加,增大了高灵敏度、高精度几何定位的困难。本论文针对于我国幅宽和分辨率比最大的热红外载荷CASEarth卫星热像仪,开展了多模块拼接的2000元三谱段并列摆扫式相机高精度几何定位方法研究,建立了长线列摆扫式热像仪严格几何定位模型,提出了地面物像的精确测量与解算方法,并验证了在轨解算的可行性,解决了影响其定标精度的热红外影像控制点提取难题,实现了基于光迹追踪及DOM、DEM参考数据的大幅宽高分辨在轨影像仿真,并通过仿真数据,验证了严格几何定位模型及所提几何检校方法的有效性。本文的主要研究内容及创新点总结如下:1.基于CASEarth小卫星的轨道参数与宽幅高分辨热像仪的结构及成像特点,介绍了热像仪内、外方位模型的相关坐标系及其转换关系,构建了宽幅高分辨热像仪的严格几何定位模型,分析了模型中各输入参量对定位结果的影响及其在模型解算中的作用;最后,以严格定位模型为依据,系统地讨论了各个误差源对影像几何定位精度的影响,为宽幅高分辨热像仪成像仿真及几何处理奠定了理论基础。2.摆扫式热像仪扫描镜安装矩阵,相机内参等几何定位参数受发射过程力学、在轨温度场等因素的影响,需在轨重新进行标校。本文分析了摆镜误差、主点主距误差、探测器拼接模块旋转和平移、及焦平面倾斜等因素的影响,构建了多模块拼接的长线列摆扫式热像仪的自校正模型,提出了基于最小二乘理论的长线列摆扫式相机物像模型解算方法,并基于实验室测试数据,实现了优于0.3像元的物像模型标定精度,验证了在轨时基于地面控制点及所提模型进行物像高精度解算的可行性。3.针对热红外影像对比度低,灰度映射差异性大及高维图像特征不明显等导致的地面控制信息获取困难的问题,提出了一种基于几何纹理模式的热红外影像地面控制点提取方法。该方法充分利用遥感影像本身大量的几何纹理信息,采用Moravec算法、Sobel算子、自适应滤波及形态学处理等方法提取纹理显着的局部特征模式;针对获取的纹理模式图,构建了一种基于Log-polar变换的几何纹理描述符,有效避免了传统控制点提取算法对特征点及其周围梯度信息的依赖;同时,针对传统的相似性匹配中存在的误匹配较多的问题,提出了一种基于匹配位数及位匹配误差双重约束的误匹配剔除方法,通过描述符的循环移位,实现了特征匹配过程中的极值寻优,极大地减小了误匹配对控制点数据库精度的影响。4.针对宽幅高分辨热像仪在轨影像缺乏的问题,根据热像仪轨道参数、严格几何定位模型、参考影像以及DEM数据,提出了一种基于光迹追踪的长线列摆扫式相机在轨成像仿真方法,实现了任意时刻、任意位置的在轨影像仿真。同时,根据热像仪几何定位模型,构建了基于“广义”修正矩阵的长线列摆扫式相机几何检校模型,并通过高精度的地面控制点,采用先外后内的解算方法对模型参数进行了检校,最终实现了优于2像元的定位精度,验证了严格几何定位模型及所提检校方法的有效性。该研究可为长线列摆扫式遥感相机在轨几何处理技术提供有益参考。
范文龙[3]（2021）在《超长线阵红外焦平面探测器集成化处理电路设计及应用研究》文中研究说明高分辨率红外遥感是近年来的研究热点,也是空间遥感领域用来探测和识别目标的重要手段。越来越多的应用机构迫切需要同时具有高地面分辨率、高辐射灵敏度和短重访周期的红外遥感仪器,宽视场的红外推扫成像相机成为必然选择。除了要求具有大口径的光学系统外,还需大规模、长线阵的红外焦平面探测器相配合,从而也要有同等规模的信息获取与处理电路与之配套,这势必造成系统资源需求庞大,与空间遥感仪器的资源限制形成了矛盾。为了解决这一矛盾,以研究一款采用超大规模红外焦平面探测器的红外相机为依托,对信息获取与处理电路进行设计开发。采用四运算放大器的裸晶片和周边阻容元件研制了一款具有四路信号调理功能的集成模拟处理芯片LHB760,用来实现常规集成运放调理电路的模拟处理功能,具备针对不同类型D/A转换器的信号输入接口和LPF参数调整端子。通过对其带宽、功耗、噪声和其它电性能的仿真和测试,证明了其在保证常规电路性能的同时,能够在一定程度上节省系统资源。结合红外相机的研制目标,论文对LHB760在信息获取与处理电路中的应用进行了阐述。以LHB760为核心,研制了针对33000像元超长线列红外焦平面探测器的信息获取电路,对探测器输出的模拟信号进行了拼接、差分转换、A/D转换等处理。以FPGA为核心,对探测器的工作时序、多路开关选通、探测器供电芯片控制以及信息处理电路的数字器件的工作逻辑进行了设计,并将A/D转换后的并行数据转化为串行数据,经LVDS芯片传输至后端信息处理电路,从而完成探测器数据的采集、转换和传输整个过程。通过外景成像试验,获得了清晰的远景目标图像数据,验证了信息获取与处理电路的性能;在红外定标试验中,对红外相机在各种工作模式下的动态范围、噪声等效温差等性能进行了测试验证,不同工作状态下的动态范围高端可达324K～415K;在多种不同电路工作状态下的噪声等效温差优于50mK,均能满足研制目标,也进一步验证了信息获取与处理电路设计的合理性。
许子颖[4]（2020）在《超长线阵红外焦平面的星上信息处理技术研究》文中研究表明随着空间遥感成像技术的提高,星载红外成像仪向着高分辨率、高集成度、宽刈幅方向发展。在推扫式成像领域,采用超长线阵红外焦平面探测技术的成像系统已成为空间探测的主流。伴随着线阵探测器规模不断扩大,以及大规模线阵探测器带来的新特点,星上信息处理系统的规模和复杂度被相应放大,对于超长线阵红外焦平面的信息处理技术提出了挑战。本课题针对超长线阵中波红外线阵所产生的图像数据,研究并设计星上信息处理系统。本文首先阐述超长线阵红外焦平面的信息处理课题的背景,列举国内外成像系统的现状,分析星上信息处理系统的特性;其次,介绍了超长线阵红外信息处理系统方案,对课题的关键技术点进行逐一说明,依据方案技术路线完成信息处理系统硬件和软件部分的设计,并进行设计细节的分析,搭建验证平台验证系统的可行性;最后分析了系统设计应对红外焦平面阵列的发展趋势所具备的适应性。本课题分析研究了数万像元级超长线阵红外探测器的工作特点,提出了包括图像数据的采集、像素集合排列校正、非均匀性校正等数据实时预处理、以及数据组帧外发等红外长线阵探测器信息处理核心任务,提出了数据接收和处理速率、处理能力、处理精度,数据能力等主要参数,并进行设计实现的可行性分析。课题设计以现场可编程门阵列器件为核心,以带有信道编码功能和串化解串能力的高速接口作为数据传输方式,着力解决高速数据传输和处理面临的时钟分配、接口设计、系统逻辑结构等问题。确立了在轨定标、实时上注的非均匀性校正方案,设计了相应的数据接口和处理模块,能更灵活有效地应对长线阵红外器件复杂的成像环境。实验结果表明,建立的系统的数据接口和数据处理能力能满足超长线阵红外焦平面成像系统的信息采集和处理需求。系统具备2 Gbps×2的数据输出能力,以及与数据吞吐能力对应的实时图像预处理能力。在轨非均匀性校正设计的可行性也得到了验证。
王宇[5]（2020）在《长波红外显微成像光学系统的设计仿真与模拟》文中提出随着红外成像技术的快速发展,红外成像系统的应用领域也在不断扩大。然而,目前我国针对红外成像系统的研发大多集中在短波和中波波段。为满足红外天文物理、深空探测、地外生命探寻对长波红外探测器的迫切需求,在国家重大研发计划项目的资助下,本课题组开展了长波红外探测技术的研究,设计并制作了长波红外显微成像系统。它主要包括长波红外焦平面阵列、光学系统以及电路部分。本论文围绕长波红外显微成像光学系统的设计与仿真模拟开展了相关工作,主要研究内容和取得的成果如下:⑴根据光学系统的设计理论,首先确定系统的相关技术指标。针对指标要求,设计了单透镜与双胶合透镜组合的光学镜头组,并借助光学模拟软件zemax对其进行优化处理。⑵对上述光学系统的成像质量进行了评价优化,其中包括光学传递函数曲线、以及热差平衡等;其次对系统像质的点列图、畸变图、场曲以及色差曲线等进行了细致分析。⑶结果表明,当显微光学系统的中心波长、焦距、数值孔径、有效放大倍率和空间分辨率分别为27μm、14mm、0.25、10和0.1mm时,在10 lp/mm特征频率处MTF的值达到0.36,像元的能量集中度超过80%,能够得到清晰可辨的物像,满足长波红外显微成像光学系统对冷光学系统短结构、高分辨率的应用需求。
张祥[6]（2020）在《基于视场拼接的远距离目标光电探测系统研究》文中认为在远距离空中目标测量中,使用雷达探测到目标后需要使用光电成像系统对目标进行进一步的捕获和跟踪,以获得目标的图像信息和实现对目标方位的高精度测量。红外成像设备由于对目标的探测效果好和可全天候使用在远距离目标探测中得到了高度重视和广泛应用。由于目标距离远,成像系统可接收到的辐射信号很弱,因此对目标的光电捕获和跟踪要求能够以一定的分辨率和信噪比对目标进行成像。同时,由于雷达引导数据存在较大误差,因此要求系统的成像视场能覆盖一定的范围以实现对目标的可靠捕获。然而对单台成像系统而言,在成像器件尺寸和像元数确定的情况下,其镜头焦距和可覆盖的视场相互矛盾,扩大系统成像视场需要减小所使用镜头的焦距,但镜头焦距减小会导致对目标成像的分辨率下降、信噪比降低,以致系统对目标的作用距离降低。而在当前的技术水平下,单块红外成像器件由于靶面尺寸较小难以同时满足工程中系统对成像分辨率和可覆盖视场的要求。因此,在保证可以对目标进行高分辨率成像的条件下,需要使用一定的手段实现对目标区域的大视场成像。本文以某预研项目远距离目标测量为应用背景,对大视场远距离目标光电探测技术进行了研究,提出了一种通过控制相机做圆锥旋转实现大视场扫描拼接成像的方案,并根据该方案设计了大视场远距离目标光电捕获跟踪系统。本文主要内容概括如下:1、首先对远距离目标光电测量的工程应用背景进行了介绍,综述分析了远距离目标光电探测的发展现状和主要技术问题,以及红外成像器件的发展历史和现状,最后引出了本文的主要研究内容。2、对不同工程领域应用的大视场成像技术进行了调研,分析了不同大视场成像方案的特点,然后针对远距离目标捕获跟踪的工程实践需求,提出了一种基于平动式圆锥旋转的扫描式大视场拼接成像系统。该系统以扫描相机实现对目标的大视场范围捕获,以固定相机实现对目标的凝视跟踪。由于将目标捕获和跟踪功能集成于单套系统上,功能转换直接,整体数据链路短,该系统非常适合应用于远距离目标测量领域。3、为了对所提出的大视场成像系统设计方案进行验证,并更深入地理解系统构建中所涉及到的技术难点,搭建了实验样机平台。具体过程为,首先提出了相机扫描控制机构的设计方案,并基于该方案设计了系统结构;然后以DSP2812芯片为控制核心设计了系统的运动控制和相机的曝光控制流程;接下来基于该样机平台对系统成像特性进行了分析,并根据分析结果设计了系统图像处理流程;最后基于MATLAB软件设计了包含系统控制、图像采集和处理功能的用户界面。在对扫描相机的像移特性进行分析时,提出了使用维纳滤波算法对图像进行复原处理,取得了较好的效果。4、基于该实验样机平台进行了实验。首先设计了样机的校准流程,然后在校准完毕后进行了内场实验和外场实验,实验结果证明了该系统设计方案的可行性。5、在上述系统设计方案的基础上提出了一种基于中心式圆锥旋转的大视场扫描拼接成像系统,并参考上述平动式圆锥旋转系统的研究过程对该系统进行了分析。设计了相机的运动控制结构,并基于该结构对系统的成像特性进行了分析。最后,对两种成像系统进行了对比分析。本文研究针对远距离目标测量的大视场成像系统,围绕系统的设计过程展开,较为完整地论述了系统中涉及光学、机械、电子控制和图像等方面的内容,为实际系统的工程开发打下了基础。
涂彦杰[7]（2019）在《基于FPGA的制冷型红外成像电路设计》文中研究说明制冷型红外成像系统的主要特点是其系统组件多了制冷机,主要用于负责红外探测器的制冷,使其工作温度恒定在一定的低温下,保证了红外探测器的灵敏度,降低了系统自身产生的热噪声。因此,制冷型红外成像系统灵敏度表现更好。常见的制冷机为斯特林制冷机。红外成像电路包括探测器驱动电路、信号处理电路及电源转换电路等,是红外成像系统重要的组成部分,探测器驱动电路完成探测器输出模拟视频信号的采集、模数转换、信号处理等功能,将输出的信号送给信号处理板,信号处理电路主要包含FPGA处理电路、外围存储电路、图像接口电路等。红外探测器生产定型以后,成像处理电路的设计决定成像系统的性能。本文针对640×512制冷型中波红外探测器,研制出一种基于FPGA的红外成像系统,本设计采用XILINX的高性能FPGA器件XC5VSX95T为核心,设计了探测器驱动电路、信号处理电路等共同组成了红外成像电路。本文从系统整体框架开始,详细介绍了本文所用的探测器组件以及红外图像处理技术,着重硬件平台搭建,软件平台搭建。并介绍了图像的非均匀校正、盲元补偿、图像增强及图像缩放算法。采用硬件描述语言Verilog对系统中的各个模块进行设计及仿真验证。
张一舟[8]（2015）在《亚像元遥感成像非均匀性校正技术研究》文中认为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，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。最后，给出了总结和展望。
闫兴涛[9]（2013）在《基于光纤传像束的推扫式红外成像系统研究》文中研究说明针对推扫式红外遥感成像技术在高分辨对地观测领域的重要地位，结合我国红外遥感技术发展现状和长线阵红外探测器技术水平，本文研究了利用线面转换的异型红外光纤传像束线阵端实现大视场推扫，面阵端每根光纤与成熟的小面阵红外焦平面阵列像元间一对一耦合获得高分辨红外遥感图像的方法。该方法规避直接获取长线阵红外探测器的技术难度，对我国红外遥感技术的发展意义重大。全文对基于红外光纤传像束的推扫式红外相机系统的工作原理、结构组成、系统像质评价方法、各光学系统的选型设计、光纤传像束与光学系统间高效率耦合等关键技术进行了论述，并进行了推扫式红外光纤传像系统原理演示实验。分析出的系统调制传递函数表达式和仿真结果可用于系统的像质评价，对其它离散采样成像系统的光学系统设计和评价也具有指导意义。所介绍的像方远心型离轴三反光学系统设计方法简单快速，利用该方法设计的Wetherell型离轴TMA光学系统不仅可作为本文红外相机的前置望远系统，还可用作成像光谱仪等其它要求像方远心结构的各类仪器中。所设计的两种型式后继耦接系统结构参数、成像质量、温度灵敏度和公差分析结果等均满足设计要求，还可用作其它要求100%冷光阑效率的红外中继系统。所设计的用于红外光纤传像束耦合的微透镜阵列解决了系统填充率低、焦比退化引起耦合损耗大等问题，模拟结果表明，引入微透镜后可使系统的光能利用率提高40%以上，且所述设计方法还可设计用于红外焦平面耦合的微透镜阵列。最后进行了光纤传像红外系统推扫成像演示实验，获得了良好像质的拼接图像，实验结果及分析表明利用红外光纤传像束实现推扫成像具有可行性和优越性，为后续进一步的原理样机实现奠定了基础。
刘子骥[10]（2013）在《非制冷红外焦平面探测器测试及验证成像技术研究》文中提出非制冷红外焦平面探测器的诞生及发展是红外技术领域一次革命性的突破，它具有体积小、功耗低、成本低、可靠性高的特点，其衍生的非制冷红外热像技术具有广泛的应用前景，因此非制冷红外焦平面探测器及其应用技术正成为各国研究的热点。本课题对非制冷红外焦平面探测器的测试验证技术进行了深入的研究，完成了微测辐射热计和非制冷红外焦平面探测器的测试验证技术的系统化设计，突破了测试验证技术中的各种关键技术，研制了的高速、高精度的红外焦平面探测器测试系统，同时基于项目组自主研发的320×240非制冷红外焦平面探测器，设计和开发了多功能、高性能的红外热成像仪并实现了验证成像。论文主要的研究内容和成果综述如下：（1）在微测辐射热计测试技术方面，深入研究了微测辐射热计的传感机理，建立了微测辐射热计的光学、热学和电学的数学模型。基于数学模型提炼了微测辐射热计的关键指标，提出了通过锁相放大技术（LOCK-INAMP）测试微测辐射热计响应电压和噪声电压的方法，克服了微测辐射热计微弱信号提取的技术难题。在热学性能参数的测试方面采用了I-V测试热导的方法，发现了通过减小偏置电流的手段，可忽略有效热导和总热导误差的技术问题，同时提出了变频锁相放大技术测试响应时间的方法。对比测试结果与仿真结果数据，确认了该测试方法的准确性和有效性。（2）非制冷红外焦平面探测器测试技术方面，研制了非制冷红外焦平面探测器测试系统，细阐述了该测试系统的组成结构、板级系统工作原理，各模块参数指标以及关键技术的解决方案，并利用标准探测器进行验证测试，主要指标测试精度可≤1%。在测试系统中，低噪声偏置电压源模块采用了网络反馈控制结构和数字电位器技术，解决了电压源的低噪声、高精度调节以及宽温度适应性的技术难题。同时，测试系统的数据采集部分还采用了PCIE总线技术和DMA的工作模式，解决了多规格、大规模、高帧频的红外图像实时采集的技术难题，克服了采集过程中由于CPU响应速度原因带来的数据丢失问题。（3）非制冷红外焦平面探测器验证成像技术方面，研制了基于国产320×240非制冷红外焦平面探测器的热成像仪系统，系统采用了最新的FPGA+ARM的硬件结构，并实现了参数标定和实时成像一体化的集成设计理念。在图像算法设计中，本文提出了一种改进的神经网络非均匀性校正算法，克服了传统神经网络算法目标退化和伪像的不足。在图像增强算法中，本文采用了改进的二叉堆算法，本算法大大提高了图像增强算法的效率，克服了由于探测器状态变化而导致拉伸畸变的问题。为了更好地修饰细节，本文还提出了基于梯度信息自适应权值调整的红外图像细节增强（DDE）算法技术，通过去除噪，计算图像梯度信息，修正此梯度信息，计算灰度统计权值，细节图像直方图均衡达到图像细节增强的效果。通过测试，该热成像系统的NETD达到98mK。
二、线阵红外焦平面成像系统中失效元检测及补偿的计算机模拟研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、线阵红外焦平面成像系统中失效元检测及补偿的计算机模拟研究（论文提纲范文）
（1）机载红外小目标探测系统非均匀性校正技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 相关领域研究现状 |
| 1.2.1 机载红外搜索与跟踪系统研究现状 |
| 1.2.2 红外非均匀性校正方法研究现状 |
| 1.3 本文研究内容及章节安排 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 章节安排 |
| 第2章 红外小目标探测系统成像特性 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 机载红外小目标探测系统工作原理 |
| 2.3 黑体响应特性 |
| 2.3.1 黑体 |
| 2.3.2 普朗克定律 |
| 2.3.3 黑体响应特性测试 |
| 2.4 噪声特性分析 |
| 2.4.1 三维噪声模型 |
| 2.4.2 方向平均算子D_x |
| 2.4.3 噪声组成 |
| 2.4.4 红外小目标探测系统噪声特性 |
| 2.4.5 噪声等效温差(NETD) |
| 2.5 调制传递函数(MTF) |
| 2.5.1 MTF定义 |
| 2.5.2 系统MTF测试 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 两点标定非均匀性校正方法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验室标定 |
| 3.3 盲元替换 |
| 3.3.1 滑动窗口盲元检测 |
| 3.3.2 邻域替换盲元补偿 |
| 3.4 两点标定非均匀性校正方法影响因素研究 |
| 3.4.1 响应非线性及随机噪声的影响 |
| 3.4.2 参考温度点的影响 |
| 3.4.3 光学系统(镜头)的影响 |
| 3.4.4 探测器漂移对非均匀性校正的影响 |
| 3.5 实验与结果分析 |
| 3.5.1 参考温度点及随机噪声影响实验 |
| 3.5.2 光学系统(镜头)有无影响实验 |
| 3.5.3 探测器漂移影响验证实验 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于天空背景的实时探测器漂移补偿法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于天空背景的实时探测器漂移补偿方法 |
| 4.2.1 基于信息熵的自适应辐射源选取 |
| 4.2.2 基于天空背景的实时探测器漂移补偿算法流程 |
| 4.3 实验与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于相邻像元“比值-中值法”的场景非均匀性校正方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 观测模型 |
| 5.3 基于相邻像元“比值-中值法”非均匀性校正算法 |
| 5.4 实验与讨论 |
| 5.4.1 天空背景实验 |
| 5.4.2 小目标探测验证实验 |
| 5.5 非均匀性校正结果对小目标探测的影响 |
| 5.5.1 小目标探测作用距离 |
| 5.5.2 非均匀性校正结果对小目标探测的作用 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 未来展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（2）宽幅高分辨热像仪几何定位关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1 章 引言 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 宽幅高分辨成像技术发展与研究现状 |
| 1.2.2 线阵摆扫式相机几何定位技术研究现状 |
| 1.2.3 在轨成像仿真技术研究现状 |
| 1.2.4 控制信息及提取方法研究现状 |
| 1.3 长线列摆扫式热像仪几何定位技术难点分析 |
| 1.4 论文内容安排与创新点总结 |
| 1.4.1 论文内容安排 |
| 1.4.2 创新点总结 |
| 第2 章 宽幅高分辨热像仪定位模型构建及误差源分析 |
| 2.1 宽幅高分辨热像仪系统组成及成像特点 |
| 2.1.1 系统组成简介 |
| 2.1.2 成像特点分析 |
| 2.2 相关坐标系定义及转换 |
| 2.2.1 时间系统简介 |
| 2.2.2 坐标系定义 |
| 2.2.3 坐标系转换 |
| 2.3 热像仪严格几何定位模型 |
| 2.3.1 内方位模型 |
| 2.3.2 外方位模型 |
| 2.3.3 严格几何定位模型 |
| 2.4 几何定位误差源理论分析 |
| 2.4.1 内方位误差 |
| 2.4.2 外方位误差 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3 章 基于改进自校正模型的多模块拼接相机物像标定方法 |
| 3.1 传统遥感相机物像标定方法及其局限性分析 |
| 3.1.1 两维拉格朗日插值法 |
| 3.1.2 畸变模型法 |
| 3.1.3 局限性分析 |
| 3.2 多模块拼接的长线列摆扫式热像仪标定参数分析 |
| 3.2.1 主点主距及畸变误差 |
| 3.2.2 摆镜误差 |
| 3.2.3 长线列摆扫式热像仪物像标定模型 |
| 3.3 基于改进自校正模型的多模块拼接热像仪物像标定方法 |
| 3.3.1 测试条件分析 |
| 3.3.2 改进的自校正标定模型 |
| 3.3.3 基于最小二乘理论的标定方法 |
| 3.4 实验结果与分析 |
| 3.4.1 主点主距计算 |
| 3.4.2 原始畸变解算 |
| 3.4.3 物像参数解算及结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4 章 基于几何纹理模式的热红外影像控制点提取方法 |
| 4.1 常用控制点提取方法及其局限性 |
| 4.1.1 控制点提取流程 |
| 4.1.2 Moravec算法 |
| 4.1.3 SIFT算法 |
| 4.2 热红外影像控制点提取难点分析 |
| 4.2.1 热红外影像特点 |
| 4.2.2 热红外影像控制点提取难点 |
| 4.3 基于几何纹理模式的热红外影像控制点提取方法 |
| 4.3.1 基于互相关及Moravec算法的纹理图像块提取 |
| 4.3.2 基于Log-polar变换的几何纹理描述符构建 |
| 4.3.3 基于匹配位及位匹配误差的描述符匹配及误匹配剔除 |
| 4.4 实验结果与分析 |
| 4.4.1 评价指标 |
| 4.4.2 结果与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5 章 长线列摆扫式热像仪成像仿真及几何检校方法 |
| 5.1 热像仪在轨成像仿真流程及参数设置 |
| 5.1.1 热像仪在轨成像仿真流程 |
| 5.1.2 热像仪在轨成像仿真相关参数设置 |
| 5.1.3 姿轨参数仿真 |
| 5.2 基于光迹追踪的地面投影位置计算方法 |
| 5.2.1 基于光迹追踪的直接定位 |
| 5.2.2 地面交点计算方法 |
| 5.2.3 基于地理坐标的灰度重投影 |
| 5.3 热像仪成像仿真结果及定位误差仿真分析 |
| 5.3.1 热像仪在轨成像仿真结果 |
| 5.3.2 仿真影像直接定位误差分析 |
| 5.4 基于仿真影像的热像仪在轨几何检校方法 |
| 5.4.1 长线列摆扫式热像仪几何检校流程 |
| 5.4.2 热像仪几何检校方法 |
| 5.4.3 实验与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6 章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（3）超长线阵红外焦平面探测器集成化处理电路设计及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号缩写说明 |
| 第一章 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 空间遥感系统和红外探测器 |
| 1.2.1 遥感成像原理 |
| 1.2.2 红外探测器发展 |
| 1.2.3 信息获取及处理电路 |
| 1.3 国内外高分辨率遥感研究现状 |
| 1.4 研究内容与论文安排 |
| 第二章 集成模拟处理芯片设计与研制 |
| 2.1 集成方案比较与选择 |
| 2.1.1 ASIC |
| 2.1.2 SoC |
| 2.1.3 SiP |
| 2.1.4 方案选择 |
| 2.2 电路形式选择 |
| 2.2.1 电路形式及功能接口 |
| 2.2.2 电路参数计算 |
| 2.2.3 电路仿真分析 |
| 2.3 封装方案 |
| 2.4 模拟处理芯片研制 |
| 2.5 模拟处理芯片功能性能测试 |
| 2.5.1 带宽测试 |
| 2.5.2 噪声测试 |
| 2.5.3 热性能 |
| 2.5.4 抗辐照性能 |
| 2.5.5 电特性测试 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 信息获取与处理硬件设计与实现 |
| 3.1 总体方案介绍 |
| 3.1.1 系统简介 |
| 3.1.2 红外相机技术要求 |
| 3.1.3 信息获取与处理电路技术要求 |
| 3.2 长线列红外探测器介绍 |
| 3.2.1 读出电路 |
| 3.2.2 电子学接口 |
| 3.2.3 使用要求 |
| 3.3 噪声来源分析 |
| 3.3.1 光子噪声 |
| 3.3.2 红外探测器自身的噪声 |
| 3.3.3 读出噪声 |
| 3.3.4 电子学噪声 |
| 3.3.5 探测器非均匀性造成的噪声 |
| 3.4 信息获取与处理电路设计 |
| 3.4.1 信息获取与处理电路设计方案 |
| 3.4.2 探测器供电电路 |
| 3.4.3 探测器信号调理 |
| 3.4.4 模拟信号拼接和差分处理 |
| 3.4.5 A/D转换和并串转换 |
| 3.4.6 FPGA及周边电路设计 |
| 3.4.7 PCB设计 |
| 3.4.8 接地技术 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 前端驱动软件设计 |
| 4.1 软件功能介绍 |
| 4.1.1 软件接口 |
| 4.1.2 软件主要功能 |
| 4.1.3 软件工作模式 |
| 4.1.4 软件信息流 |
| 4.1.5 软件资源分配 |
| 4.2 FPGA软件设计 |
| 4.2.1 系统复位模块 |
| 4.2.2 探测器驱动时序模块 |
| 4.2.3 CMD指令响应模块 |
| 4.2.4 模拟处理电路控制模块 |
| 4.2.5 图像输出模块 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 相机系统性能测试 |
| 5.1 系统功能性能测试 |
| 5.1.1 探测器性能测试 |
| 5.1.2 电子学系统噪声测试 |
| 5.1.3 噪声等效温差初测 |
| 5.2 成像试验 |
| 5.3 系统性能的红外辐射定标验证 |
| 5.3.1 试验考虑 |
| 5.3.2 系统噪声 |
| 5.3.3 噪声等效温差 |
| 5.3.4 动态范围 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结和展望 |
| 6.1 完成的研究工作总结 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.2.1 数万元级超长线阵红外焦平面信息获取的解决方案 |
| 6.2.2 SiP的研制及应用 |
| 6.2.3 高性能信息获取与处理电路 |
| 6.3 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
| 致谢 |
（4）超长线阵红外焦平面的星上信息处理技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外发展现状 |
| 1.2.1 国内外高分辨率红外相机发展现状 |
| 1.2.2 星载相机数据处理系统的发展现状 |
| 1.3 星载相机数据处理系统的特殊性 |
| 1.4 本文主要工作及论文组织结构 |
| 第2章 系统总体方案设计 |
| 2.1 超长线阵红外焦平面的星上信息处理技术的分析 |
| 2.1.1 图像重排处理 |
| 2.1.2 背景减除处理和非均匀性校正处理 |
| 2.1.3 星上信息处理技术 |
| 2.2 系统设计输入条件及指标要求 |
| 2.3 红外信息处理系统方案设计 |
| 2.3.1 可编程逻辑器件选用 |
| 2.3.2 高速数字图像输出接口方案 |
| 2.3.3 时钟分配方案 |
| 2.3.4 图像预处理方案 |
| 2.3.5 在轨非均匀性校正方案 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 系统硬件设计与实现 |
| 3.1 硬件系统结构 |
| 3.2 FPGA及外围配置电路 |
| 3.3 SERDES接口电路 |
| 3.4 外部存储器设计 |
| 3.5 其他电路设计 |
| 3.6 印制电路板设计 |
| 3.7 定标黑体测控温电路 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 系统逻辑设计 |
| 4.1 系统逻辑结构 |
| 4.2 存储资源分配及配置 |
| 4.3 前端控制及图像接收 |
| 4.4 图像预处理 |
| 4.5 图像输出 |
| 4.6 非均匀性校正参数上注 |
| 4.7 外部存储器接口 |
| 4.8 RS422指令控制 |
| 4.9 定标测控温接口时序 |
| 4.10 时钟管理设计 |
| 4.11 系统逻辑综合布局布线结果分析 |
| 4.12 本章小结 |
| 第5章 系统验证 |
| 5.1 验证平台搭建 |
| 5.2 系统接口测试 |
| 5.3 图像采集及背景减除功能测试 |
| 5.4 图像非均匀性校正功能测试 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 系统可扩展性分析 |
| 6.1 可扩展性相关系统参数归纳 |
| 6.2 可扩展性设计方案探讨 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（5）长波红外显微成像光学系统的设计仿真与模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 红外成像的基础知识 |
| 1.2 红外显微成像系统的研究意义 |
| 1.3 长波红外显微成像系统的国内外研究现状 |
| 1.3.1 长波红外显微成像系统的国外研究现状 |
| 1.3.2 长波红外显微成像系统的国内研究现状 |
| 1.4 本课题的研究意义以及主要内容 |
| 第2章 红外光学设计基础理论 |
| 2.1 红外光学系统的分类以及特点 |
| 2.2 红外光学设计原理 |
| 2.2.1 红外光学设计的原则 |
| 2.2.2 红外光学设计方法 |
| 2.3 光学系统设计的步骤 |
| 2.4 长波红外显微成像光学系统的设计指标 |
| 2.5 光学系统的设计 |
| 2.5.1 设计原理 |
| 2.5.2 长波红外显微成像光学系统透镜的选取 |
| 2.5.3 设计结果 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 长波红外光学系统几何像质评价 |
| 3.1 次要几何像差分析 |
| 3.2 主要几何像差分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 长波红外光学系统关键像质评价 |
| 4.1 传递函数变化曲线 |
| 4.2 无热化分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 论文总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（6）基于视场拼接的远距离目标光电探测系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 远距离空中目标光电探测 |
| 1.1.2 目标光电捕获基本技术问题 |
| 1.2 研究意义 |
| 1.3 论文主要内容和章节安排 |
| 第2章 大视场远距离目标光电捕获跟踪系统总体方案设计 |
| 2.1 大视场拼接技术 |
| 2.1.1 内视场拼接 |
| 2.1.2 外视场拼接 |
| 2.1.3 总结 |
| 2.2 基于圆锥旋转的大视场扫描拼接方案设计 |
| 2.2.1 大视场扫描方案设计 |
| 2.2.2 目标捕获跟踪成像系统总体方案设计 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 大视场扫描拼接成像系统设计 |
| 3.1 系统结构设计 |
| 3.1.1 相机运动控制机构简图设计 |
| 3.1.2 系统整体结构设计 |
| 3.1.3 球杆卡槽结构设计 |
| 3.1.4 偏心距调节结构设计 |
| 3.1.5 平衡设计 |
| 3.1.6 结构运动误差分析 |
| 3.2 结构振动特性分析 |
| 3.2.1 赫兹公式 |
| 3.2.2 轴承的有限元建模 |
| 3.2.3 样机结构振动特性分析 |
| 3.3 相机曝光控制流程设计 |
| 3.3.1 原动机选型 |
| 3.3.2 旋转位置反馈器件 |
| 3.3.3 核心控制芯片选型 |
| 3.3.4 相机曝光控制方案 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 扫描拼接成像系统成像特性分析 |
| 4.1 相机成像投影特性分析 |
| 4.1.1 相机成像光路投影过程 |
| 4.1.2 扫描相机子系统成像投影分析 |
| 4.2 扫描相机像移特性分析 |
| 4.2.1 像移特性分析 |
| 4.2.2 像移模糊图像复原 |
| 4.2.3 像移的非盲去卷积处理 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 大视场拼接成像系统实验分析 |
| 5.1 相机曝光控制流程详细设计 |
| 5.2 系统图像拼接处理流程 |
| 5.2.1 图像预处理 |
| 5.2.2 图像配准 |
| 5.2.3 图像融合 |
| 5.3实验 |
| 5.3.1 实验样机平台 |
| 5.3.2 样机平台校准 |
| 5.3.3 实验分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 中心旋转式大视场远距离目标光电捕获跟踪系统 |
| 6.1 中心旋转式扫描拼接成像系统设计方案 |
| 6.2 子系统结构设计 |
| 6.2.1 导电滑环 |
| 6.2.2 子系统结构设计 |
| 6.2.3 楔形支撑块底面倾斜角度设计 |
| 6.3 子系统控制设计 |
| 6.4 扫描相机成像特性分析 |
| 6.4.1 扫描相机成像投影特性分析 |
| 6.4.2 扫描相机像移特性分析 |
| 6.5 两种基于圆锥旋转的扫描式大视场拼接成像系统的对比分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 论文工作总结 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（7）基于FPGA的制冷型红外成像电路设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外制冷型红外成像系统研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第2章 红外成像系统基础 |
| 2.1 FPGA简介 |
| 2.2 制冷探测器概述 |
| 2.3 读出电路工作模式 |
| 2.4 红外图像处理技术 |
| 2.4.1 红外图像的特点 |
| 2.4.2 红外图像缺陷及成因 |
| 2.4.3 非均匀性校正算法 |
| 2.4.4 盲元检测及补偿算法 |
| 2.4.5 红外图像增强算法 |
| 2.4.6 红外图像缩放算法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 系统硬件设计 |
| 3.1 电路的整体框架 |
| 3.2 信号处理电路设计 |
| 3.3 探测器驱动电路设计 |
| 3.3.1 电压与偏压电路设计 |
| 3.3.2 模拟信号处理电路设计 |
| 3.4 电源电路设计 |
| 3.5 视频信号转换电路设计 |
| 3.5.1 视频数模转换器 |
| 3.5.2 视频转换电路设计 |
| 3.6 Camera Link接口电路设计 |
| 3.7 存储模块电路设计 |
| 3.7.1 SPI接口驱动设计 |
| 3.7.2 DDR2设计 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 软件设计方案 |
| 4.1 软件总体方案设计 |
| 4.2 探测器驱动时序设计 |
| 4.3 探测器信号采集电路时序设计 |
| 4.3.1 AD采集模块 |
| 4.3.2 温度监测电路 |
| 4.3.3 探测器电源及偏置电压模块 |
| 4.4 存储模块驱动设计 |
| 4.4.1 SPI接口驱动设计 |
| 4.4.2 DDR2设计 |
| 4.5 Camera Link接口时序设计 |
| 4.6 PAL制式视频图像处理 |
| 4.7 图像处理设计方案 |
| 4.7.1 非均匀校正设计 |
| 4.7.2 盲元替换设计 |
| 4.7.3 直方图均衡设计 |
| 4.7.4 图像缩放设计 |
| 4.8 系统检测器设计 |
| 4.9 本章小结 |
| 第5章 仿真验证 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 探测器驱动电路验证 |
| 5.2.1 单端转差分电路仿真验证 |
| 5.2.2 实验测试 |
| 5.3 信号处理板电路验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（8）亚像元遥感成像非均匀性校正技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 本论文的研究背景和意义 |
| 1.2 遥感图像亚像元成像技术研究现状 |
| 1.3 非均匀性校正技术国内外研究现状 |
| 1.3.1 基于参考辐射源定标的非均匀性校正 |
| 1.3.2 基于场景的非均匀性校正技术 |
| 1.4 本文主要研究内容及论文章节安排 |
| 第2章 时-空过采样系统中亚像元成像技术 |
| 2.1 常规提高卫星 CCD 相机分辨率方法 |
| 2.2 时空过采样成像系统 |
| 2.2.1 时-空过采样成像系统结构及其工作原理 |
| 2.2.2 采样数学模型建立 |
| 2.2.3 时-空过采样系统生成亚像元图像原理 |
| 2.3 仿真结果与分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 非均匀性校正算法研究 |
| 3.1 非均匀性的定义 |
| 3.2 非均匀性产生原因 |
| 3.2.1 系统自身的非均匀性 |
| 3.2.2 外界引入的非均匀性 |
| 3.3 非均匀性响应数学模型 |
| 3.4 非均匀性校正的算法研究 |
| 3.4.1 基于参考辐射源定标的 NUC 算法概述(RB-NUC) |
| 3.4.2 典型的基于场景的非均匀性校正算法(SB-NUC) |
| 3.5 常用非均匀性校正算法比较 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 红外图像非均匀性条带校正方法 |
| 4.1 非均匀性条带产生原因 |
| 4.2 非均匀性条带校正算法研究 |
| 4.2.1 基于非均匀性条带产生机理的校正方法 |
| 4.2.2 基于图像非均匀性条带特征的条带校正方法 |
| 4.3 基于 Savitzky-Golay 加权拟合的非均匀性条带校正方法 |
| 4.3.1 直方图加权 |
| 4.3.2 Savitzky-Golay 滤波器拟合 |
| 4.3.3 迭代法重建图像 |
| 4.4 实验结果分析 |
| 4.4.1 模拟图像校正结果 |
| 4.4.2 图像质量客观评价指标 |
| 4.4.3 红外图像校正结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 盲元校正研究 |
| 5.1 盲元的定义及基本概念 |
| 5.2 红外图像产生盲元的原因 |
| 5.3 基于重复搜索的自适应阈值盲元检测算法 |
| 5.4 单帧图像的盲元补偿算法 |
| 5.4.1 基于邻域补偿的盲元补偿算法 |
| 5.4.2 基于 Euler 弹性模型的盲元补偿算法 |
| 5.5 实验结果及分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
| 致谢 |
（9）基于光纤传像束的推扫式红外成像系统研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究的目的与意义 |
| 1.2 国内外相关研究现状及发展趋势 |
| 1.2.1 国外红外遥感技术发展历程 |
| 1.2.2 国内红外遥感技术发展现状 |
| 1.2.3 国外红外探测器研究现状 |
| 1.2.4 国内红外探测器研究现状 |
| 1.3 基于光纤传像束原理的长线阵红外探测器研究现状 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 第二章 推扫式红外光纤传像系统工作原理与分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 光纤传像束简介 |
| 2.2.1 光纤传像束的结构特点 |
| 2.2.2 光纤传像束的主要参数 |
| 2.2.3 红外光纤传像束的研究现状 |
| 2.3 推扫式红外光纤传像系统工作原理及设计原则 |
| 2.3.1 系统组成及工作原理 |
| 2.3.2 系统各部分关键技术分析 |
| 2.4 系统其他关键技术分析 |
| 2.4.1 系统的光束限制和光瞳匹配 |
| 2.4.2 系统的像质评价问题 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 推扫式红外光纤传像系统平均调制传递函数 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 离散采样系统平均光学传递函数基本理论 |
| 3.2.1 空间不变线性系统的性质 |
| 3.2.2 光学传递函数的定义 |
| 3.2.3 离散采样理论 |
| 3.2.4 光纤传像束的离散采样数学模型 |
| 3.2.5 红外光纤传像系统的平均传递函数 |
| 3.3 推扫式红外光纤传像系统 MTF 计算 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 光纤传像束前后光学系统的选型设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 系统总体指标要求及其各部分基本参数 |
| 4.2.1 系统总体指标要求 |
| 4.2.2 选用光纤传像束的基本参数 |
| 4.2.3 前置望远光学系统的基本参数 |
| 4.2.4 后继耦接光学系统的基本参数 |
| 4.3 前置望远光学系统的选型设计 |
| 4.3.1 常用望远物镜光学系统型式 |
| 4.3.2 离轴三反型前置望远光学系统设计 |
| 4.3.3 Wetherell 型离轴 TMA 系统的公差与装调分析 |
| 4.4 后继耦接光学系统的选型设计 |
| 4.4.1 后继耦接光学系统的特点 |
| 4.4.2 后继耦接系统的选型设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 用于红外光纤传像系统耦合的微透镜阵列设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 微透镜阵列的作用 |
| 5.3 微透镜阵列的选型设计 |
| 5.3.1 入射端微透镜单元参数计算 |
| 5.3.2 出射端微透镜单元参数计算 |
| 5.3.3 设计实例与模拟仿真 |
| 5.4 微透镜阵列加工工艺分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 推扫式红外光纤传像系统成像演示实验 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 系统演示实验 |
| 6.2.1 实验仪器 |
| 6.2.2 实验原理 |
| 6.2.3 实验过程 |
| 6.2.4 实验结果 |
| 6.2.5 结果分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 创新点说明 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（10）非制冷红外焦平面探测器测试及验证成像技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 红外探测器概况 |
| 1.2.1 光子探测器 |
| 1.2.2 热探测器 |
| 1.3 非制冷红外探测器研究现状与发展趋势 |
| 1.3.1 微测辐射热计 |
| 1.3.2 热释电红外探测器 |
| 1.3.3 探测器的发展趋势 |
| 1.4 红外焦平面验证测试技术 |
| 1.4.1 红外探测器的特性参数 |
| 1.4.2 红外探测器测试流程 |
| 1.4.3 验证测试技术现状 |
| 1.4.4 验证测试技术发展趋势 |
| 1.5 论文研究目的与意义 |
| 1.6 研究内容 |
| 1.7 论文安排 |
| 第二章 非制冷红外焦平面探测器工作原理 |
| 2.1 红外辐射理论 |
| 2.1.1 比辐射率 |
| 2.1.2 普朗克热辐射定律 |
| 2.1.3 斯蒂芬-波耳兹曼定律 |
| 2.1.4 维恩位移定律 |
| 2.2 微测辐射热计的工作原理 |
| 2.2.1 微测辐射热计的模型 |
| 2.2.2 微测辐射热计的传感机理 |
| 2.3 微测辐射热计的噪声 |
| 2.3.1 Johnson 噪声 |
| 2.3.2 Flicker 噪声 |
| 2.3.3 热导噪声 |
| 2.3.4 辐射噪声 |
| 2.4 非制冷红外焦平面探测器读出电路 |
| 2.4.1 单元积分放大电路 |
| 2.4.2 采样保持电路 |
| 2.4.3 行/列选通控制及功率放大电路 |
| 2.5 非制冷红外焦平面探测器的封装 |
| 2.5.1 金属微杜瓦封装结构 |
| 2.5.2 金属微杜瓦封装工艺 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 微测辐射热计测试技术 |
| 3.1 微测辐射热计测试技术概述 |
| 3.1.1 微测辐射热计测试的主要内容 |
| 3.1.2 微测辐射热计的测试要求 |
| 3.2 微测辐射热计的光电参数测试 |
| 3.2.1 微测辐射热计响应的测试 |
| 3.2.1.1 锁相放大技术 |
| 3.2.1.2 微测辐射热计的黑体响应率 |
| 3.2.1.3 微测辐射热计的响应的测试结果 |
| 3.2.2 微测辐射热计噪声测试技术 |
| 3.2.2.1 噪声的仿真 |
| 3.2.2.2 噪声的频谱测试 |
| 3.2.3 微测辐射热计的光谱响应 |
| 3.3 微测辐射热计热学参数的测试 |
| 3.3.1 微测辐射热计的 TCR |
| 3.3.2 微测辐射热计的热导 |
| 3.3.2.1 热导的仿真结果 |
| 3.3.2.2 I-V 法测试热导 |
| 3.3.3 微测辐射热计的热容和响应时间 |
| 3.3.3.1 热容和响应时间的仿真结果 |
| 3.3.3.2 热容和响应时间的测试结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 非制冷红外焦平面探测器测试技术 |
| 4.1 非制冷红外焦平面探测器测试技术 |
| 4.2 测试依据 |
| 4.2.1 非制冷红外焦平面探测器的性能参数 |
| 4.2.1.1 时域 RMS 噪声 |
| 4.2.1.2 空间噪声 |
| 4.2.1.3 固定图像噪声 |
| 4.2.1.4 响应率和峰值响应率 |
| 4.2.1.5 探测率和噪声等效功率 |
| 4.2.1.6 温度响应率和噪声等效温差 |
| 4.2.1.7 动态范围 |
| 4.2.1.8 响应线性度 |
| 4.2.1.9 相对光谱响应 |
| 4.2.1.10 串音 |
| 4.2.2 测试模式 |
| 4.2.2.1 浸没模式 |
| 4.2.2.2 聚焦模式 |
| 4.2.2.3 准直模式 |
| 4.2.3 测试条件 |
| 4.2.4 被测非制冷红外焦平面探测器 |
| 4.3 测试系统 |
| 4.3.1 测试系统结构 |
| 4.3.2 测试系统的硬件设计 |
| 4.3.2.1 偏置电压源 |
| 4.3.2.2 时序控制电路 |
| 4.3.2.3 数模转换电路 |
| 4.3.2.4 温控电路 |
| 4.3.2.5 数据采集模块 |
| 4.3.3 测试系统的软件设计 |
| 4.3.3.1 驱动程序 |
| 4.3.3.2 应用分析软件 |
| 4.3.4 测试系统的性能评估 |
| 4.4 红外探测器的性能指标测试 |
| 4.4.1 响应的测试 |
| 4.4.2 噪声的测试 |
| 4.4.3 线性度的测试 |
| 4.4.4 光谱的测试 |
| 4.4.5 串音的测试 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 非制冷红外焦平面探测器热成像技术 |
| 5.1 红外图像处理技术 |
| 5.1.1 红外图像缺陷及成因 |
| 5.1.2 非均匀性校正算法 |
| 5.1.2.1 基于标定的校正算法 |
| 5.1.2.2 基于场景的校正算法 |
| 5.1.3 盲元检测及补偿算法 |
| 5.1.4 图像增强算法 |
| 5.1.5 动态细节增强算法 |
| 5.2 热成像仪的硬件设计 |
| 5.2.2 驱动电路 |
| 5.2.2.1 偏置电压源的设计 |
| 5.2.2.2 模数转换电路设计 |
| 5.2.2.3 温控电路设计 |
| 5.2.3 FPGA 逻辑电路 |
| 5.2.3.1 FPGA 外围电路 |
| 5.2.3.2 FPGA 逻辑设计 |
| 5.2.4 ARM 控制电路 |
| 5.2.4.1 ARM 核心电路 |
| 5.2.4.2 ARM 外围电路 |
| 5.3 热成像仪的软件设计 |
| 5.3.1 ARM 软件架构 |
| 5.3.2 红外图像驱动程序 |
| 5.3.3 热成像仪应用程序 |
| 5.3.3.1 红外端口类 |
| 5.3.3.2 红外图像处理类 |
| 5.3.3.3 参数定标 |
| 5.3.3.4 偏压调节 |
| 5.3.3.5 实时显示 |
| 5.4 热成像仪的性能评估 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻博期间取得的研究成果 |
四、线阵红外焦平面成像系统中失效元检测及补偿的计算机模拟研究（论文参考文献）
- [1]机载红外小目标探测系统非均匀性校正技术研究[D]. 丁帅. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2021(08)
- [2]宽幅高分辨热像仪几何定位关键技术研究[D]. 李潇雁. 中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所), 2021(01)
- [3]超长线阵红外焦平面探测器集成化处理电路设计及应用研究[D]. 范文龙. 中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所), 2021(01)
- [4]超长线阵红外焦平面的星上信息处理技术研究[D]. 许子颖. 中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所), 2020(03)
- [5]长波红外显微成像光学系统的设计仿真与模拟[D]. 王宇. 上海师范大学, 2020(07)
- [6]基于视场拼接的远距离目标光电探测系统研究[D]. 张祥. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2020(07)
- [7]基于FPGA的制冷型红外成像电路设计[D]. 涂彦杰. 哈尔滨工业大学, 2019(01)
- [8]亚像元遥感成像非均匀性校正技术研究[D]. 张一舟. 北京理工大学, 2015(07)
- [9]基于光纤传像束的推扫式红外成像系统研究[D]. 闫兴涛. 中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所）, 2013(06)
- [10]非制冷红外焦平面探测器测试及验证成像技术研究[D]. 刘子骥. 电子科技大学, 2013(05)