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第1章 绪论 1

1.1红外辐射 1

1.1.1引言 1

1.1.2红外辐射定律与特性 2

1.1.3红外辐射在大气中的传输 3

1.1.4红外光学系统 4

1.2热成像技术 7

1.2.1热成像技术解决的基本问题 8

1.2.2热成像技术的作用与地位 8

1.2.3热成像技术的军事应用 9

1.2.4热成像技术在国民经济领域的应用 11

1.3红外探测器与热成像技术的关系 12

第2章 红外焦平面阵列 14

2.1红外焦平面阵列简介 14

2.1.1扫描型和凝视型红外焦平面阵列 14

2.1.2红外焦平面阵列的结构 15

2.1.3典型的红外焦平面阵列 15

2.2热绝缘结构的重要性 16

2.3主要热探测机理 19

2.3.1热电探测器和铁电测辐射热计 20

2.3.2热电偶探测器 22

2.3.3电阻微测辐射热计 23

2.3.4电阻微测辐射热计的模型 25

2.3.5温差电探测器 35

2.4重要极限 36

2.4.1温度波动噪声极限 36

2.4.2背景波动噪声极限 37

2.4.3非制冷热成像焦平面阵列设计 40

2.5非制冷凝视红外焦平面读出电路 41

2.5.1红外焦平面阵列读出电路读出方式 42

2.5.2非制冷红外焦平面阵列输入电路 44

2.6非制冷凝视红外焦平面成像模型 49

第3章 红外成像电子系统设计 53

3.1引言 53

3.2低噪声偏置电压及高精度数字信号的实现 53

3.3多次采样滤波技术 63

3.4红外焦平面自适应偏置电压技术 65

3.5系统构架搭建 69

3.5.1 Qsys平台Avalon总线和Nios处理器 69

3.5.2基于Qsys平台和Avalon总线的系统架构 72

3.5.3基于Qsys平台和Avalon总线的模块算法实现 83

第4章 红外图像的非均匀性校正 96

4.1非均匀性定义 96

4.2非均匀性成因 97

4.3常用的非均匀性校正方法 99

4.3.1基于定标的非均匀性校正算法 99

4.3.2基于场景的非均匀性校正算法 104

4.4单帧非均匀性去条纹算法 116

4.4.1基于边缘灰度级共生矩阵条纹非均匀性校正方法 116

4.4.2基于中间均衡直方图条纹非均匀性校正方法 119

4.4.3基于全变分的条纹非均匀性校正方法 120

4.4.4基于相邻灰度继承的条纹非均匀性校正方法 123

4.4.5基于自适应灰度调整的条纹非均匀性校正方法 126

4.4.6基于常数先验的条纹非均匀性校正方法 128

第5章 红外图像细节增强 131

5.1红外图像细节增强的意义和概述 131

5.2基于频域和空域红外图像细节增强技术 132

5.3基于双边滤波的红外图像细节增强技术 134

5.4基于混合滤波红外图像细节增强技术 137

5.5基于傅里叶变换的红外图像细节增强技术 139

5.6基于直方图的红外图像细节增强技术 141

5.6.1基于梯度直方图的红外图像细节增强技术 142

5.6.2基于自适应双平台直方图均衡细节增强算法 143

5.7新型红外图像细节增强技术 146

5.7.1基于Retinex红外图像细节增强技术 146

5.7.2基于小波的红外图像细节增强技术 148

5.7.3基于模糊域理论的红外图像细节增强技术 150

第6章 红外图像的超分辨率处理技术 153

6.1引言 153

6.2非制冷凝视红外焦平面微扫描理论 153

6.2.1微扫描成像的理论基础 154

6.2.2微扫描成像方案比较 161

6.2.3改进的平板光学元件微扫描方案及锗片倾斜角度模型 165

6.3微扫描成像技术的具体实现 170

6.3.1红外光学系统选取 171

6.3.2微扫描器的设计 175

6.3.3驱动电机的选取 182

6.4图像超分辨率重建算法 186

6.4.1基于边缘定位的多帧红外微扫描图像位移误差补偿 187

6.4.2基于主结构分离的稀疏表示单帧图像超分辨率重建 193

6.4.3基于流形正则协同支持的单帧图像超分辨率重建 203

第7章 红外成像系统的测试方法 211

7.1红外探测器参数测试方法 211

7.2基于虚拟仪器的可视化多模式测试与仿真系统 212

7.2.1虚拟仪器技术 212

7.2.2基于虚拟仪器的可视化多模式测试与仿真系统组成 214

7.2.3系统工作原理 216

7.3凝视焦平面探测器参数测试技术 217

7.3.1凝视焦平面探测器组件 217

7.3.2凝视焦平面探测器盲元测试技术研究 219

7.3.3凝视焦平面探测器非均匀性测试技术研究 229

7.4红外成像机芯测试方法 232

7.4.1 NETD噪声等效温差的测试 232

7.4.2 MRTD最小可分辨温差的测试 233

7.4.3 MTF调制传递函数的测试 235

7.4.4 MDTD最小可探测温差的测试 237

7.4.5红外整机性能测试 238

参考文献 242