主动式红外成像系统的图像处理与分析方法研究

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1、硕士学位论文万方数据主动式红外成像系统的图像处理与分析方法研究研究生姓名：陈洪锦导师姓名：王世杰副教授万方数据THERESEARCHONIMAGEPROCESSINGANDANALYSISMETHODOFACTIVEINFRAREDIMAGINGSYSTEMAThesissubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringByTRANHongCamSupervisedby：AssociateProf．WANGShijieSchoolofComputerScienceandE

2、ngineeringSoutheastUniversityJune5，2014万方数据东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：,f—tjCC—rv—1—-1]期：涩因啦笾≤一东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人

3、所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权东南大学研究生院办理。啾签名贮一名：烂吼碰碰趟(万方数据摘要目前主动红外成像技术已经得到了快速发展，在安全防护，军事以及科学等领域的应用越来越广泛。它拥有可分辨性，直观性好、便于计算机处理等优点。在实际应用中，由于光学镜头，探测器限制以及大气吸收和散射的影响，主动红外图像并不能满足人们应用的要求。因此，需要针对主动红外图像进行增强处

4、理与分析，从而改善其视觉效果。本文最初对红外成像技术的基础原理进行了介绍，其次成功构建一个选用LED红外探照灯的主动式红外成像系统；该系统由LED探照灯、光学物镜、重重的CCD低照度摄像机、视频图像采集卡、Pc与其他辅助设备构成。编程实现了一个主动红外视频图像采集控制系统软件，并进行了视频图像采集实验和结果分析。在对主动红外图像进行处理时，首先介绍了主动红外图像的特点以及几种常用的红外图像处理算法。由于探照灯照射，外界光照环境，大气吸收和随机散射等原因，使得主动红外图像普遍存在图像对比度底、图像亮度不均匀或不足、噪声影响大以及图像视觉效果差等缺点，直接影响后续的

5、目标识别、跟踪等操作。因此，针对主动红外图像必须进行增强处理的深入研究。基于Retinex理论的图像增强算法能有效地增强图像的视觉效果，改善其亮度均匀性；而频域非线性外推算法能在增强图像目标的边缘细节同时，使增强后的图像具有更好的视觉效果。本文基于小波分析方法，采用基于双边滤波的Retinex算法和频域非线性外推算法相结合的方法，提出了一种有效的主动红外图像增强方法。该方法首先对红外图像进行小波分解，对分解后的低频分量利用基于双边滤波的Retinex算法进行处理，从而改善其亮度均匀性及其视觉效果；对小波分解后的高频分量进行边缘提取，采用频域非线性外推法对边缘进行

6、高频成分增强，然后对红外图像进行小波重构获得最后的增强结果。实验结果表明采用本文提出的方法可以提高红外图像亮度均匀性，突出其边缘细节以及改善其视觉效果。运动目标检测是在图像序列中提取与背景存在着相对运动的前景目标，并保存一些相关数据，为后续的目标跟踪等更高级的运动分析做好准备。由于应用环境的动态变化以及主动红外图像序列中的复杂性，使得运动目标检测成为了一项困难的工作。本文提出了一种有效的主动红外图像序列运动目标检测方法。该方法首先采用混合高斯模型方法进行运动目标检测，然后采用复合多结构元形态学算法解决噪声消除和目标内部空洞问题。实验结果表明该方法可以有效地实现主

7、动红外图像序列中运动目标的检测。关键词：主动红外图像，红外，图像增强，运动目标检测。万方数据竺!!!丝．一--__●●_____-____-___-●-___●●_-。。●。●___-。_。_____-_-。_。●--●●__。。。。。_--_____。。-●J_____。H●______。^_。。。。’’——。。。。’。’’———————————————一AbstractAccordingtothemoderninfraredtechnologyprogress，activeinfraredimagingtechnologyhasarapiddevelopme

8、nt．Ithasmany