红外压缩成像关键技术研究

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1、分类号：密级：ＵＤＣ：编号：工学硕士学位论文红外压缩成像关键技术研究硕士研究生：佟岐指导教师：蒋伊琳讲师学科、专业：信息与通信工程论文主审人：郜丽鹏教授哈尔滨工程大学2018年3月分类号：密级：ＵＤＣ：编号：工学硕士学位论文红外压缩成像关键技术研究硕士研究生：佟岐指导教师：蒋伊琳讲师学位级别：工学硕士学科、专业：信息与通信工程所在单位：信息与通信工程学院论文提交日期：2017年12月论文答辩日期：2018年03月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.EngR

2、esearchonKeyTechnologiesofInfraredCompressiveImagingCandidate:TongQiSupervisor:LecturerJiangYilinAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:InformationandCommunicationEngineeringDateofSubmission:December,2017DateofOralExamination:March,2018University:HarbinEngineeri

3、ngUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。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。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大

4、学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日红外压缩成像关键技术研究摘要红外成像制导技术是精确制导领域的一个重要发展方向，因其隐

5、蔽性好、抗干扰能力强、制导精度高等优势，有望成为21世纪精确制导武器的主导。因此，近年来对于红外成像技术的研究方兴未艾。本文在分析总结国内外相关领域最新成果的基础上，结合新的采样理论—压缩感知来解决红外玫瑰线扫描亚成像系统中低成像分辨率的问题，采用压缩成像技术以较少的采样数目重建高质量的红外图像。本文的主要工作如下：在压缩成像技术中，首先需要通过测量矩阵对信号进行压缩，从而获得较少的压缩测量值，之后利用恢复算法从测量值中重建图像。在测量矩阵的设计方面，本文研究了3种确定性测量矩阵：（1）利用帕斯卡矩阵与克罗内克积的各自特性设计了一种确定性稀疏测量矩

6、阵。此测量矩阵结构简单，便于物理实现，且对红外图像的重建表现较理想；（2）基于扫描轨迹的思想设计了一种确定性轨迹方程测量矩阵。利用玫瑰线轨迹方程获得一个确定序列，通过对确定序列进行特定的排序构造适于红外图像重建的测量矩阵；（3）基于玫瑰线扫描亚成像系统的结构特性，研究了一种确定性旋转测量矩阵。通过光学元件的旋转操作从扫描视场中获得压缩测量值，将光学扫描装置作为测量矩阵的物理实现平台，此测量矩阵的实现方式不同于已有的数字微镜阵列和掩膜的方式，而是通过光学元件的旋转操作实现的，成本较低且实现方便。另外，在旋转测量矩阵的基础上，研究了一种多帧联合压缩成像

7、算法，通过融合多帧目标场景信息，可以进一步降低对采样速率的要求并且有效改善成像质量。此外，本文针对动态环境下的红外图像重建进行了相关研究，设计了一种动态压缩成像算法。通过分析相邻帧场景与总视场之间的关系，建立了运动系统的压缩成像模型，可以实现在系统运动的环境下重建高质量的红外图像，为后续的目标检测、识别及跟踪工作提供更多可靠性支持。关键词：红外成像；压缩感知；测量矩阵；光学扫描；单像素成像哈尔滨工程大学硕士学位论文红外压缩成像关键技术研究ABSTRACTInfraredimagingguidancetechniqueisakeydevelopmen

8、tdirectioninprecisionguidancefield.Itisexpectedtobecomethelea