点运算红外图像增强技术研究(2)

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3.5.1同态滤波 27

结论 30

致谢 31

参考文献 32

1．引言

随着红外技术的发展，红外成像技术在科学研究领域和军事领域都发挥着重要的作用，世界各国国防研究、工业和军事部门根据市场的不同需求，不断地利用新探测器材料开发热成像技术以适应未来战场的需要。与此同时图像实时处理的研究也得到了迅速发展。红外波段的辐射波长比无线电波短、比可见光长，因而红外图像的空间分辨力比雷达高、比可见光低，由于成像器件本身存在的缺陷和环境因素的影响，造成了红外成像的效果的不理想，所以，需要对图像进行适当的处理，以得到适合人眼观察或机器识别的图像，从红外图像中正确地识别、检测出目标。

1.1 红外成像技术发展现状

红外成像技术是一种信息探测与处理技术。红外成像系统把景物自身发出的红外辐射转化为可见的热图像。由于物体各个不同部分有不同的辐射特性，所以红外成像系统可以把景物的各个部分区分开来，然后转换为可见的图像，进而使人们可以用裸眼感知原来看不到的红外辐射光谱。大气、云层、烟雾等吸收可见光线和近红外光线，但对3-5微米和8-14微米红外线是透明的，因此这两个波段称为红外线的“大气窗口”[1] 。由于红外辐射比可见光传感器利用的光辐射有更强的透过雨、雪、雾、霾等的能力，因此红外成像系统作用距离远，抗干扰能力强；由于红外成像系统对景物成像不需要外界提供光源，因此可以在夜间和恶劣天气下全天候工作；由于它是被动接受目标信号，比雷达等主动探测设备更安全、可靠，因此有很好的隐蔽性；由于红外成像系统是利用景物红外辐射差异来产生景物图像，因此在识别伪装目标的能力上优于可见光。正因为有如此特点，所以红外成像技术不仅应用于军事国防领域，而且也广泛应用于遥感探测、医疗卫生、视频监控、交通运输以及工业检测等民用领域。红外成像技术的发展是与红外探测器的发展相联系的，红外探测器发展，红外成像技术才能有本质的提高。对于不同的探测器，有各种各样不同的分类方法。按照红外探测器按辐射响应方式一般分为两大类：热探测器和光子探测器；热探测器是利用辐射照射在物体表面的探测器使其温度升高，并导致探测器的物理特性发生变化，测量这些变化量来计算入射辐射功率大小。光子探测器是利用红外辐射入射使得探测器上电子发生跃迁，引起电流、电压、电阻的变化，然后测量这些变化得到入射辐射功率大小。按照工作方式来分，有光机扫描探测器和电子扫描探测器。按照结构和用途来分，又可分为单元探测器、多元探测器和焦平面阵列探测器。按照器件工作温度来分，则可分为致冷型探测器和非致冷型探测器。我国于五十年代开始进行对红外技术的研究，最早的研究机构包括中电十一所、上海技术物理研究所、昆明技术物理研究所等军工企业，今天这几家机构仍然是中国红外技术的代表和领先者。自改革开放以来，我国红外事业迅猛发展，特别是在制冷红外探测器领域已经基本达到国际主流水平。文献综述

1.2 红外图像增强技术发展现状

我国军用红外热像仪的研制目前已经走过了从无到有的阶段,第一代红外热像仪以使用8元SPRITE探测器的中国军用红外热像仪二类通用组件为代表,已经成熟,现在已经开始第二代热像仪的研制。第二代热像仪和第一代热像仪相比,除了探测器等方面的不同外,一个重要的区别就是第二代热像仪具有复杂的图像处理功能。另外,在第一代热像仪使用过程中,用户对图像质量提出了更高的要求。在第一代热像仪上增加图像处理功能以进一步提高图像质量势在必行。因此,必须研制高效、实用、简洁的红外热像仪图像处理单元。红外图像的信噪比一般比可见光CCD电视图像低,图像噪声的消除及图像细节的清晰化等图像增强技术无疑是图像处理的重要内容。另一方面,红外热像仪的图像动态范围相对较大,图像可以是常温物体,也可以是温度高达几百度的人造目标(如燃烧的战车、发热的炮管等),如何将如此宽范围的信号用8bit的视频信号显示成高对比度的图像,并适合人眼观察也是红外图像处理的重要方面。