一、一种红外成像系统作用距离试验评估方法（论文文献综述）
郭丽文[1]（2021）在《基于TTP准则的红外成像系统性能评估技术研究》文中研究指明
丁帅[2]（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。
管学伟[3]（2021）在《机载IRST小目标检测技术研究》文中研究表明机载红外搜索跟踪系统（Infrared Search and Track System,IRST）能够快速发现并锁定敌方目标,有效增强了载机对战场态势的感知能力;具备较高的测角测距精度,能为武器打击系统提供精确的信息支撑;被动式探测原理,抗电子战干扰强,隐蔽性能好,能够提升载机的战场生存能力。因此,IRST系统是现代战机综合式航电系统的重要组成部分。“先敌打击”的前提是“先敌发现”,为了尽可能早地发现目标,探测距离是机载IRST的关键指标。在远距离成像条件下,目标在红外图像中的尺寸小,信号强度弱,表现为弱小特征,给检测带来了挑战;由于成像场景的复杂性,目标容易受到噪声及杂波的干扰,进而会降低机载IRST的作战效能;此外,战场环境是多变的,这对检测的适应性也提出了更高的要求。本文以新一代机载红外搜索跟踪系统工程研制为应用背景,围绕机载IRST小目标检测技术开展了研究,致力于提升机载IRST目标检测系统在复杂背景下对远距离目标的探测能力,增强其场景鲁棒性。论文的主要内容包括以下几个方面:（1）红外成像预处理方法研究。好的成像质量是高性能红外小目标检测的基础。本文对影响红外成像质量的各种因素进行了分析,重点研究了红外图像的非均匀校正、无效像元补偿以及随机噪声抑制方法。在分析典型非均匀校正方法的基础上,结合机载IRST工程实际应用,提出了一种两点定标联合实时定标偏移系数的非均匀校正方法,形成了一套完整的机载IRST成像预处理技术方案,改善了成像质量。（2）红外小目标检测的基础理论方法研究。本文对红外小目标图像的特性进行了分析,总结了红外背景和小目标的关键特性（背景的局部连续性和非局部相关性,小目标的局部显着性和全局稀疏性）,明确了红外小目标检测任务的特点,描述了红外小目标检测算法的一般框架。对基于红外块的小目标检测模型进行了介绍,阐明了背景张量的低秩性和目标张量的稀疏性,并介绍了一些相关的数学概念,为后续研究奠定了基础。（3）提出了一种基于高斯尺度空间局部对比度的红外小目标检测方法。受人类视觉系统特性启发,该方法将高斯尺度空间与局部对比度有机结合起来,在尺度图像上计算局部对比度,通过下采样直接获得图像局部区域的灰度特征,使得图像局部特征的提取更加合理高效,从而有更好的背景抑制和目标增强效果。同时,该方法利用了小目标的极值点属性,设计了新的局部对比度计算形式,将滑窗的尺寸与尺度图像的尺度因子对应起来等,从而获得了出色的检测性能且运算效率高,具有较高的工程应用价值。（4）提出了一种基于张量平均秩非凸代理的红外小目标检测方法。该方法在红外块张量模型的基础上,从背景张量低秩特性的度量和局部先验信息的利用入手,采用最小化的部分和平均张量核范数来约束背景张量,利用高斯尺度空间局部对比度方法得到的目标显着图作为先验信息来权重稀疏目标张量,缓解了核范数带来的背景分离偏差,融合了局部先验和非局部先验检测方法的优势,加快了模型的收敛速度。大量实验测试表明,该方法在机载IRST典型应用场景中具有优越的性能。（5）提出了一种基于Laplace函数非凸张量秩代理的红外小目标检测方法。该方法采用奇异值的Laplace函数来度量背景张量的低秩特性,其能更好的逼近奇异值的0范数,从而获得了更好的背景分离效果;将一种局部对比度能量特征作为先验信息融合到基于红外块张量的检测模型中;结构稀疏正则项也被引入,进一步抑制了那些具有稀疏属性的结构性杂波干扰。该方法能够在复杂背景下显着增强小目标,抑制各种形态的背景杂波干扰,具有较强的场景适应性和抗噪能力。（6）研制了一套基于双片多核DSP+FPGA的小目标检测系统。结合机载红外搜索跟踪系统的工程实际,提出了联合检测策略,设计了实时信号处理平台,搭建了测试环境,并对系统进行了测试。本文所提出的技术方法均经过了大量的实验测试,并在与同类方法对比中表现优异,提升了机载IRST在复杂背景下的小目标检测性能,解决了工程应用中的具体问题,为新一代机载红外搜索跟踪系统的工程研制提供了有力支撑。
胡麟苗[4]（2020）在《基于短波红外成像系统的人脸图像增强与识别关键技术研究》文中认为由于短波红外辐射独特的波段特性,短波红外成像系统具有夜间可成像、受光线变化干扰小的优点。近年来,为了提升夜间等微光环境下获取图像的质量,使得安防、监控设备可以真正做到全天候有效运行,短波红外成像系统成为发展的新方向。但也正因为其波段特性特殊,短波红外成像系统获取的图像与常见的可见光红外图像具有较大的模态差异,在观察时与可见光图像相差较大,影响对图像中目标的观察及识别。在监控、安防应用中,对所获取图像中的人物身份进行识别是基础且十分重要的需求。同时,目前已有的人脸图像数据库中的注册人脸图像多为可见光人脸图像,如何克服短波红外图像与可见光图像间的模态差异,根据已有的可见光人脸图像对探测到的短波红外人脸图像进行识别,仍存在较大困难。随着深度学习技术的发展,深度神经网络在图像处理的各个领域取得了突破,但在短波红外人脸图像方面的研究受限于数据规模与获取难度,相关研究较少。本文建立了短波红外-可见光人脸图像数据集,采用深度学习方案,对短波红外人脸图像的增强、识别关键技术进行研究,涵盖了短波红外人脸图像与可见光人脸图像的翻译、短波红外人脸图像的修复以及短波红外-可见光人脸识别三个方面。在研究中,本文提出了一系列创新性的解决方案,并通过实验验证了所提方案的有效性。本文的主要工作与贡献包括以下方面:（1）建立了短波红外-可见光人脸图像数据集SVFD（SWIR-VIS Face image Dataset）。对短波红外-可见光人脸图像的增强与识别问题进行分析,对研究所需数据应符合的特征进行总结。根据总结的特征进行数据采集,对图像进行处理并建立了短波红外-可见光人脸图像数据集SVFD。同时,采用已有识别算法对所建数据集进行测试,展示所建数据集的作用与特点。（2）深入研究了短波红外-可见光人脸图像翻译问题,通过设置新的损失函数计算通路,更好地应用不同模态间图像的联系,提升图像翻译的质量。通过强化图像的整体信息以及Cycle GAN中两个方向的训练路径的信息交换,图像翻译框架解决了翻译框架在训练中可能学习错误映射的问题,将短波红外人脸图像翻译为更接近人眼日常所见的可见光人脸图像。（3）针对人脸图像存在遮挡的情况进行研究,对Deep Fill框架进行改进,以解决其在图像修复中修复结果较差,补全区域较模糊的问题。对空洞卷积模块进行改进,扩展其实际感受野。从相似性角度引入相似性损失函数,提升对短波红外人脸图像修复的质量。（4）短波红外人脸图像由于其与可见光图像的模态差异,通用的人脸识别算法很难准确对其进行识别。本文提出了基于内容特征提取的短波红外-可见光人脸识别框架,将图像翻译网络中的内容特征提取器作为克服模态差异干扰的关键。对图像翻译框架DRIT进行改进,得到可以更为准确地提取图像内容特征的内容特征提取器。设计了基于内容特征进行人脸识别的特征处理、识别网络,有效提升了短波红外-可见光人脸识别的准确率。
费宬[5]（2020）在《基于国产InGaAs焦平面探测器的短波红外成像关键技术研究》文中认为短波红外是一种波长范围为0.76 μm-3 μm的电磁辐射,它在电磁波谱中的位置位于可见光和中长波红外之间,利用该波段光进行探测成像能得到不同于可见光以及中长波红外探测成像的信息。短波红外成像方式与可见光成像方式类似,主要利用物体表面反射的光信号实现成像。相比于主要获取轮廓像的中长波红外热成像,短波红外成像获得的图像存在阴影,目标的细节更为丰富,更易于识别辨认;而与可见光成像相比,短波红外成像具备大气传输特性好的特点,在烟、雾、霾等恶劣环境下往往能获得更好的成像效果。短波红外成像以其独有的特点,能够作为可见光和中长波红外成像的有益补充,填补两者之间的光谱空白,推动全波段成像的发展,近年来成为国际研究的热点领域。目前,短波红外成像技术在军用、工业、医疗、农业、航天以及商用等多个领域均有着十分迫切的应用需求,因此该技术具有重要的研究意义和应用价值。本论文基于国产InGaAs焦平面探测器,通过关键驱动采集硬件电路的研制,以及嵌入式控制处理软件和上位机处理显示软件的开发,研制出了面阵凝视型短波红外成像仪,针对影响成像仪成像效果的主要因素开展了短波红外图像处理技术的研究,针对高动态范围场景下的成像开展了短波红外高动态范围成像及显示技术研究,针对照明不良环境下的远距离目标成像探索研究了短波红外激光距离选通成像技术。本论文主要研究内容如下:1.研制了基于国产InGaAs焦平面探测器的面阵凝视型短波红外成像仪,其中InGaAs焦平面探测器选用上海技术物理研究所研制的激光选通InGaAs焦平面探测器。以FPGA芯片为核心研究开发了驱动采集硬件电路,设计了高速双采样全差分信号采集电路,其采集速度高达40MSPS,双采样同时保留参考输出和信号输出的原始数据,全差分具有动态范围大、失真小、抗共模干扰的特性。设计了由嵌入式控制处理软件和上位机处理显示软件组成的处理显示软件,其中嵌入式控制处理软件基于FPGA芯片进行设计开发,采用流水线设计思路,能够实时完成数据采集组帧并为焦平面探测器提供驱动时序;上位机处理显示软件是使用C#语言基于.NET框架设计开发的,其与上位机系统兼容性好,使用方便。所研制的面阵凝视型短波红外成像仪响应波长为0.9 μm-1.7 μm,分辨率为640 ×512,其不包含镜头的尺寸为76 mm × 68 mm × 62 mm,质量约为300 g,功耗为2.5 W,最大帧率可达122 fps。2.针对影响面阵凝视型短波红外成像仪成像效果的非均匀性和盲元等因素进行了研究,并针对性开展了图像处理方法研究。采用国家标准中红外焦平面参数测试方法中的响应法,对面阵凝视型短波红外成像仪的非均匀性和盲元进行了研究,计算得出短波红外成像仪的非均匀性和盲元率,并得到其非均匀性曲线和盲元分布图。根据盲元特性,将面阵凝视型短波红外成像仪的盲元分为成对盲元、单饱和像元、单死像元和十字死像元等,并采用激光光束诱导电流（LBIC）方法对这几类盲元的成因进行了进一步探索,得到各类盲元的成因分别为:PN结和读出电路的错误连接、缺陷和杂质、铟柱断开以及PN结未成型等。根据上述的研究结果,针对不同种类的盲元,针对性提出了以选择性中值滤波为核心的短波红外图像处理方法,能够有效地消除图像中的盲元,改善图像的非均匀性。并针对盲元随面阵凝视型短波红外成像仪工作时间延长而增多的情况,提出了一种基于响应法的实时盲元识别和校正方法,该方法简单易用,能准确识别出该类不断增多的盲元,且对这些盲元有很好的校正效果。3.在安全监控、机器视觉和医学影像领域存在许多对成像动态范围要求很高的场景,为了使面阵凝视型短波红外成像仪能够清晰地展现出场景的明暗细节信息,开展了短波红外高动态范围成像及显示技术研究。基于国产InGaAs焦平面探测器的相关双采样技术,提出了一种高动态范围成像方法,将面阵凝视型短波红外成像仪所获取图像中的像元分为高动态范围像元和常规像元,分别进行处理,并最终合成为一幅图像,该方法能够实现图像动态范围的扩展。除此之外,针对目前常规显示设备因显示动态范围不足而无法显示高动态范围图像的问题,采用全局映射方法中的对数映射结合直方图均衡,对高动态范围图像进行了实时动态范围压缩和显示。将高动态范围成像及显示技术应用于面阵凝视型短波红外成像仪,仍能保证短波红外成像仪良好的实时性,达到100fps以上的帧率,且其图像细节方面的表现明显优于常规成像及显示的图像细节。4.在照明不良的环境下,采用被动成像方式和常规主动照明成像方式对远距离目标成像,均难以获得很好的成像效果。针对这个问题,探索研究了短波红外激光距离选通成像技术。基于面阵凝视型短波红外成像仪,配合主动照明光源和同步控制模块,完成了短波红外激光距离选通成像系统的搭建,通过系统选通门开启时间和主动照明光源光发射时间之间的延时,以及选通门门宽的调整,实现系统成像距离和成像景深的调节,实现了场景中不同距离目标选择性成像的基本功能。短波红外激光距离选通成像系统的最小选通门宽为2.6μs,对应系统成像景深为390m;系统选通门开启时间和光源光发射时间之间的延时调节可以达到ns级别的精度,对应可以实现米量级的系统成像距离调节精度。该方面的探索研究将为后续国产激光选通成像焦平面探测器的优化以及高集成度短波红外激光距离选通成像系统的研制提供重要参考及前期技术支持。论文中的主要创新点和贡献总结如下:1.设计了高速双采样全差分信号采集电路,能够实现焦平面探测器在最高频率工作时的信号采集,双采样同时保留参考输出和信号输出的原始数据,比不采用全差分的方案动态范围提升一倍且不易失真。所研制的基于国产InGaAs焦平面探测器的面阵凝视型短波红外成像仪,积分时间和频率等参数可灵活调节,最大成像帧率可达122 fps。2.针对国产InGaAs焦平面探测器,提出了一种更详细的盲元分类方法,并实验探索了各类盲元的成因,根据探索的结果,提出了以选择性中值滤波为核心的短波红外图像处理方法。同时,对于盲元随面阵凝视型短波红外成像仪工作时间延长而增多的情况,提出了一种基于响应法的实时盲元识别与校正方法。这两种方法能有效地改善面阵凝视型短波红外成像仪非均匀性和盲元的问题。3.提出了一种基于国产InGaAs焦平面探测器相关双采样技术的短波红外实时高动态范围成像技术,并研究了相关的实时高动态范围显示技术。将该技术应用于面阵凝视型短波红外成像仪中,在保证实时成像与显示的同时,丰富了图像层次与细节信息,在动态范围较高的场景下能获得较好的成像结果。4.探索研究了基于面阵凝视型短波红外成像仪的短波红外激光距离选通成像技术。基于面阵凝视型短波红外成像仪,搭建了短波红外激光距离选通成像系统,实现了场景中不同距离目标选择性成像的基本功能。该技术的探索研究有利于推动短波红外成像在照明不良的环境下对远距离目标成像的应用发展。
梁红霞[6]（2020）在《复杂气象环境下机载红外成像系统动态仿真研究》文中研究指明图像是机载红外成像系统中最常用的信息载体,高质量的图像可以更好地传达地面、海面等目标背景信息。但是复杂气象环境在目标成像过程中造成极大干扰,导致机载红外成像系统采集的图像出现模糊、噪声、相位畸变、内容丢失等现象。气象环境中的大气湍流和气溶胶对红外辐射的影响最为明显,其中大气湍流用大气折射率结构常数来表示,气溶胶用能见度表示。通过对不同折射率结构常数、不同气溶胶的分析对提高图像质量和机载红外成像系统在两种气象环境下的目标捕获、跟踪识别提供实际指导,对理论分析进一步完善。因此本文开展的主要内容如下:首先,通过红外成像系统的成像过程构建模型,在该模型基础上和在大气传输理论的基础上,基于大气折射率随机起伏模型,并综合考虑载机的高度为变量构建大气湍流强度,建立机载红外成像系统下的大气湍流动态模型,最终通过动态调制传递函数表示。然后基于米氏散射理论的大气散射模型,利用不同气溶胶浓度对红外辐射的差异性,以3～5μm中波红外在大气传输中的透过率为混合因子、以能见度来表示气溶胶浓度,以场景深度来实现机载红外成像系统与观测目标距离的实时变化,以此建立气溶胶动态仿真模型。然后,类比真实红外场景,通过红外辐射的物理模型,构建三维动态场景,在该场景中,加入大气湍流和大气气溶胶效应。对于大气湍流,主要的实现方式是不同高度下生成大气折射率结构常数,通过大气折射率结构常数构建湍流调制传递函数,由大气折射率功率谱密度滤波高斯函数,作为湍流调制传递函数的波动函数,两者相加,并间隔时间内变化,产生湍流的动态模糊效果。对于气溶胶,首先获得视口与目标背景的距离,存在顶点程序中,再以大气能见度为变量,如此实现气溶胶以场景深度、能见度为变量的动态过程。最后,在机载红外成像系统中模拟复杂气象环境的主要目的是通过灰度分布、对比度、边缘检测等客观定量分析,结合机载红外成像系统的物理成像过程,综合得出气象环境会对机载红外成像系统造成灰度值范围缩小、目标与背景的对比度下降,边缘细节信息丢失的影响。同时评估机载红外成像系统作用距离的变化,结果证明大气湍流和气溶胶环境下作用距离变小。本文在大气湍流和大气气溶胶等复杂大气环境下,搭建的机载红外成像系统仿真平台可对于机载红外成像系统的性能优劣进行考核,可以预测成像质量、目标捕获情况,为后续的光电系统研制提供反馈。
王霄[7]（2020）在《空中目标红外辐射特性分析与成像仿真技术研究》文中指出空中目标的红外光谱辐射特性是对目标进行光电探测、识别和跟踪的重要依据之一,对空中目标红外辐射特性的研究在深化目标隐身技术、探测隐身目标和提高红外探测器工作效率方面都有着非常重要的研究价值。空中目标不同于空间目标,其飞行的环境条件和飞行状态具有复杂性和多变性,并且蒙皮和高温尾焰在不同波段的红外辐射特性差异很大,所以研究不同探测平台中探测器接收的多波段目标红外辐射特性对于提高红外探测器在不同工作环境中的探测效率具有非常重要的意义。飞机等空中目标的发射成本较高,并且复杂条件下的目标红外辐射特性难以获取,所以对空中目标进行红外辐射特性建模和成像仿真可以节约外场试验中耗费的成本,缩短红外探测器的研制时间,并对其进行有效的评估。本论文针对空中目标探测和识别的应用需求,完成了对典型空中目标红外辐射特性的理论建模与成像仿真,研究了不同探测平台中目标的红外辐射特性及环境对其产生的影响以及目标的红外成像仿真中的关键技术并对算法进行优化,搭建了空中目标的红外成像仿真平台,为空中目标红外成像探测系统的探测器参数选择和探测角度选择提供重要的参考依据。具体来说,本论文主要做了如下几个方面的工作:1.对空中目标蒙皮、尾喷管和尾焰的多光谱红外辐射特性进行了理论分析和建模仿真;基于驻点温度法计算蒙皮的表面温度,分析了目标飞行速度、飞行高度和飞行所处的地表环境对蒙皮红外辐射的影响;基于C-G谱带模型法,并考虑碰撞展宽效应和多普勒展宽效应对尾焰进行建模,分析了高温尾焰在短波波段的红外辐射特性。2.对空中目标红外场景仿真中的关键技术进行了研究,针对探测器接收的目标自身红外辐射的问题,综合考虑太阳辐射、地面辐射和天空背景辐射,建立蒙皮表面的热平衡方程,计算表面温度分布,使用光线投射算法对目标面元进行可见性分析,计算可见面元的自发红外辐射;针对红外场景仿真软件中的环境辐射问题,建立了基于Cook-Torrance算法的反射辐射模型,将目标表面面元看作微面元,充分考虑了场景中的各种环境光源,基于概率模型计算目标面元对环境辐射的反射。3.针对空中、地基和天基探测平台,分析探测角度、飞行姿态角、大气传输、环境辐射和探测波段对探测器接收的目标红外辐射特性的影响,使用MODTRAN的大气辐射传输软件计算探测方向上的大气路径辐射和大气透过率,使用改进的辐射度对比度模型分析不同探测条件下目标的探测效率,分析特定条件下的最佳探测角度和特定探测条件中的最佳探测波段。4.针对目标的红外辐射特性理论建模和红外场景仿真的真实性问题,将实验室环境拍摄的真实红外图像与生成的仿真图像进行对比分析,验证模型的仿真精度。本文对空中目标的红外辐射特性进行了分析,并且在上述红外场景仿真的关键技术基础上,搭建了适用于空中目标的红外场景仿真平台,为后续红外场景仿真软件的完善和整合以及探测系统的性能评估创造了条件。
杨国庆[8]（2020）在《地基红外辐射测量系统提高测量精度的关键技术研究》文中研究表明随着红外技术与测控技术的飞速发展,红外辐射测量技术应运而生。通过对各类目标红外辐射特性信息的测量,可以有效地反演目标的辐射亮度或辐射温度分布,从而实现对目标的识别、探测以及各种性能的评估。随着各国军事实力的不断提高,对红外辐射测量系统的要求日益趋向于高效、高精度、高适用性。地基红外辐射测量系统承担着各类目标的辐射测量任务,其辐射测量精度很大程度上决定了系统整体性能的优劣。由于测量实验条件的复杂性和目标的多样性,提高红外成像系统的辐射测量精度是实现各类目标识别探测和红外性能评估的重要研究方向。目标红外辐射测量的误差来源主要包括光学成像系统影响、定标误差、大气传输模型误差以及目标红外成像特征信息的提取误差等。本文在深入分析红外辐射测量原理及测量误差来源的基础上,对红外辐射特性及其关键测量技术进行了进一步的研究,开展了红外辐射测量系统响应特征及辐射定标技术的研究、红外大气传输修正技术的研究以及红外辐射反演算法的研究,本论文主要完成的研究工作如下:（1）深入研究红外辐射在成像系统中的传递与转化过程,推导出红外辐射测量系统的线性响应特征模型,建立目标辐射输入与系统灰度输出的响应关系。并在此基础上提出了一种基于干涉的光学系统焦距测量方法,实现了对系统焦距的高精度测量,进而从理论上计算出红外辐射测量系统的响应特征参数,为外场辐射定标技术研究提供理论支持。（2）在分析环境温度变化对辐射定标精度影响的基础上,建立了一种考虑积分时间与衰减片透过率的高效辐射定标模型。有效缩短了辐射定标的时间,减小了环境温度波动造成的灰度温漂对辐射定标的影响,提高了外场环境下系统辐射定标精度。（3）在分析了现有红外辐射大气传输修正方法的基础上,提出了一种基于神经网络的非线性大气修正方法,有效预测目标至红外辐射测量系统间的大气透过率和程辐射,提高了红外辐射在大气中传输的修正精度,进而提高了目标的红外辐射测量精度。（4）通过对目标红外辐射反演算法的研究,建立了关于积分时间和衰减片透过率的辐射测量模型。利用基于迭代法的图像阈值分割技术,提取目标红外图像的灰度信息,并且根据目标成像的尺寸特征,建立点目标灰度模型,提出了一种基于能量守恒的点目标辐射测量反演算法,有效的提高了点目标的红外辐射测量精度。本论文通过对地基红外辐射测量系统测量原理和方法的研究,在大量理论分析和实验验证的基础上,推导并提出了多种红外辐射测量的关键技术。对现有的红外辐射测量方法进行了改进,有效的提高了红外辐射测量的精度。本论文的研究成果对优化红外辐射测量方法及提高系统红外辐射测量精度具有重要的理论意义和实践参考价值。
彭凌冰[9]（2020）在《复杂成像探测中的微弱目标检测算法研究》文中认为成像目标检测、识别与跟踪是计算机视觉领域的研究热点,无论在军事还是民用领域都有着极其广泛的应用。尤其在军事领域,微弱成像目标检测在雷达探测及光电探测系统中均具有?分重要的作用,对图像中目标的检测精度将直接影响系统的探测性能。实际应用中,需要捕获目标场景的诸多细节信息,便于图像解析及对各类运动军事目标的探测与识别。由于容易受到光照条件、场景复杂度、目标运动速度及可能发生的遮挡等众多因素影响,目前现有的目标检测算法还存在鲁棒性不强、精度不高、实时性及适应性较差等诸多局限性,这将直接影响成像探测系统的目标探测性能。本文围绕复杂成像探测中的微弱目标检测方法,开展相关基础理论及应用研究,旨在进一步提高目标检测精度、降低虚警率和满足工程应用的实时性要求,以期提高成像探测系统的性能。本文主要工作包括以下几个方面:（1）对复杂成像探测系统中的目标检测基础理论进行了研究和算法仿真,包括帧差法、背景减除法、光流法以及基于这些理论的扩展和改进算法。重点针对复杂红外场景下的弱小目标检测涉及到的特有算法和理论进行了研究,如红外图像预处理、红外图像高分辨率重建及红外图像稀疏表示方法等,并进行仿真测试。总结了各种算法的适应性,为后续研究打下了坚实的基础。（2）针对复杂背景红外弱小目标检测难点问题,开展了复杂动态场景下的红外成像背景建模方法研究。重点开展了混合高斯背景建模及非参数核密度估计背景建模方法等,进行了实际场景数据的仿真、测试和评价,构建了基于背景建模和估计来解决低信噪比红外弱小目标检测的技术途径。du（3）提出了基于多尺度、多方向特征融合的红外弱小目标检测方法。即在Sheartlet变换域中引入高频系数Kurtosis最大化准则,利用复杂红外图像中的背景、弱小目标及噪声三者在分解后不同高频子带中具有不同模极大值的特性来达到抑制复杂背景及噪声的目的,解决了复杂红外场景中噪声及背景干扰下的弱小目标检测问题。（4）从红外图像目标的视觉显着性模型入手,提出了多方向多尺度高提升响应的红外弱小目标检测方法。通过设计空域八方向各向异性滤波器及不同尺度下的局部高提升滤波策略,以解决红外成像场景下的背景杂波干扰及噪声抑制问题。最后,对提出的算法进行了多组实际红外场景的仿真实验,通过与其它现有算法的对比分析,本文算法在检测率、实时性等方面有较大的性能提升,验证了本文算法的可行性与有效性。（5）提出了基于最优分数域时频分析的SAR图像弱目标检测算法。通过引入分数域时频分析理论,将常规时频分析扩展到分数阶傅立叶变换（FrFT）域,通过设计和优化分数域Gabor变换（FrGT）的最优阶和对应的窗函数,进一步提高了SAR图像的时频分辨率。最后利用分数域能量衰减梯度特征进行SAR目标的检测。通过对MSTAR数据集几种典型SAR成像目标的仿真测试,本文提出的算法具有较高的检测精度和较好的检测性能,为SAR目标检测和识别提供了新的技术途径。
方丹,周永恒,崔少辉,郭晓冉[10]（2020）在《红外成像导引头抗干扰性能评估方法》文中研究说明给出了一种对地面复杂干扰环境的红外成像导引头抗干扰性能评估方法,分析了红外成像导引头所面临的干扰因素,结合实际战场情况对干扰环境的等级进行了划分,并详细设计了红外成像导引头抗干扰性能仿真测试方案。采用半实物仿真方法得到红外成像导引头在不同干扰环境下的实验数据,运用bayes估计的方法建立红外成像导引头抗干扰概率计算模型。结合某实物红外成像导引头开展抗干扰性能半实物仿真测试,实验结果验证了该方法的合理性和有效性。
二、一种红外成像系统作用距离试验评估方法（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、一种红外成像系统作用距离试验评估方法（论文提纲范文）
（2）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 |
（3）机载IRST小目标检测技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 缩略词对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 基于背景估计的小目标检测 |
| 1.2.2 基于人类视觉系统特性的小目标检测 |
| 1.2.3 基于低秩和稀疏表示的小目标检测 |
| 1.3 主要研究内容及技术路线 |
| 1.4 本文结构安排 |
| 第二章 红外成像预处理研究及小目标检测基础 |
| 2.1 红外成像预处理 |
| 2.1.1 非均匀性校正 |
| 2.1.2 无效像元替换 |
| 2.1.3 机载IRST成像预处理 |
| 2.2 红外小目标图像特性分析 |
| 2.2.1 红外图像整体特性 |
| 2.2.2 红外背景成像特性 |
| 2.2.3 红外小目标成像特性 |
| 2.3 红外小目标检测算法框架 |
| 2.4 基于红外块的小目标检测方法 |
| 2.4.1 预备知识 |
| 2.4.2 基于红外块的小目标检测模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于高斯尺度空间局部对比度的红外小目标检测 |
| 3.1 人类视觉系统特性与红外小目标检测 |
| 3.1.1 对比度机制 |
| 3.1.2 方向特征信息选择机制 |
| 3.1.3 多尺度表示与自适应尺度选择 |
| 3.2 基于高斯尺度空间局部对比度的红外小目标检测 |
| 3.2.1 高斯尺度空间 |
| 3.2.2 增强的局部对比度 |
| 3.2.3 尺度空间显着图计算 |
| 3.2.4 方法的总体流程 |
| 3.3 评价指标及实验 |
| 3.3.1 性能评价指标 |
| 3.3.2 实验结果与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于张量平均秩非凸代理的红外小目标检测 |
| 4.1 张量分解与张量秩 |
| 4.1.1 CP分解与CP秩 |
| 4.1.2 Tucker分解与Tucker秩 |
| 4.1.3 基于T-SVD的张量秩 |
| 4.2 PSATNN-GSS红外小目标检测模型构建及求解 |
| 4.2.1 基于PSATNN的低秩背景张量正则化 |
| 4.2.2 局部对比度权重的稀疏目标张量正则化 |
| 4.2.3 模型求解 |
| 4.2.4 总体检测方法 |
| 4.3 实验结果及分析 |
| 4.3.1 实验环境准备 |
| 4.3.2 融合检测验证 |
| 4.3.3 多尺度多目标检测验证 |
| 4.3.4 单帧图像实验 |
| 4.3.5 序列图像实验 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于Laplace函数非凸张量秩代理的红外小目标检测 |
| 5.1 LFNTRS-SSR红外小目标检测模型构建 |
| 5.1.1 基于Laplace函数的非凸张量秩代理 |
| 5.1.2 局部对比度能量 |
| 5.1.3 结构稀疏正则项 |
| 5.2 模型求解及总体检测方法 |
| 5.2.1 模型求解 |
| 5.2.2 总体检测方法 |
| 5.3 实验结果及分析 |
| 5.3.1 实验准备 |
| 5.3.2 参数分析 |
| 5.3.3 定性分析 |
| 5.3.4 定量评价 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 机载IRST小目标检测系统设计及实现 |
| 6.1 联合检测策略 |
| 6.2 硬件设计 |
| 6.2.1 多核DSP设计 |
| 6.2.2 FPGA设计 |
| 6.2.3 基于DSP+FPGA的信号处理平台设计 |
| 6.3 软件设计 |
| 6.4 系统测试 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.1.1 工作总结 |
| 7.1.2 主要贡献和创新点 |
| 7.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（4）基于短波红外成像系统的人脸图像增强与识别关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1 章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 图像翻译 |
| 1.2.2 图像修复 |
| 1.2.3 红外-可见光人脸识别 |
| 1.3 本文研究内容与章节安排 |
| 1.3.1 论文主要研究内容 |
| 1.3.2 论文结构安排 |
| 第2 章 自建短波红外-可见光人脸图像数据集 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 已有人脸图像数据集 |
| 2.2.1 图像翻译数据集 |
| 2.2.2 人脸识别数据集 |
| 2.3 自建短波红外-可见光人脸图像数据集SVFD |
| 2.3.1 数据集要求 |
| 2.3.2 图像采集设备 |
| 2.3.3 图像采集条件 |
| 2.3.4 图像处理 |
| 2.3.5 数据集构成 |
| 2.4 实验与分析 |
| 2.4.1 测试算法 |
| 2.4.2 实验设置 |
| 2.4.3 实验结果与分析 |
| 2.5 小结 |
| 第3章 基于改进的 CycleGAN 模型的短波红外-可见光人脸图像翻译 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 深度学习与图像翻译 |
| 3.2.1 深度学习与生成对抗网络 |
| 3.2.2 图像翻译框架 |
| 3.3 CycleGAN |
| 3.3.1 CycleGAN模型结构 |
| 3.3.2 损失函数与目标函数 |
| 3.3.3 经典CycleGAN模型的不足 |
| 3.4 基于改进的CycleGAN模型的人脸图像翻译 |
| 3.4.1 改进的CycleGAN模型结构 |
| 3.4.2 基于图像主要信息的整体损失函数 |
| 3.4.3 基于生成重建通道的损失函数 |
| 3.4.4 基于新损失函数的目标函数 |
| 3.5 实验与分析 |
| 3.5.1 数据集 |
| 3.5.2 评价标准 |
| 3.5.3 实验设置 |
| 3.5.4 对改进效果的独立验证 |
| 3.5.5 实验结果与分析 |
| 3.6 小结 |
| 第4章 基于改进的Deep Fill模型的短波红外人脸图像修复 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于深度学习的图像修复框架 |
| 4.2.1 Content Encoder |
| 4.2.2 部分卷积网络 |
| 4.2.3 Edge-Connect |
| 4.2.4 Deep Fill |
| 4.3 改进的短波红外人脸图像修复框架 |
| 4.3.1 DeepFill网络的不足 |
| 4.3.2 改进的空洞卷积模块 |
| 4.3.3 基于结构相似性的相似性损失函数 |
| 4.4 实验与分析 |
| 4.4.1 数据集 |
| 4.4.2 评估指标 |
| 4.4.3 网络训练 |
| 4.4.4 实验结果与分析 |
| 4.5 小结 |
| 第5 章 基于内容特征提取的短波红外-可见光人脸识别 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于解耦表示的图像翻译框架 |
| 5.2.1 UNIT模型 |
| 5.2.2 MUNIT模型 |
| 5.3 人脸识别方法 |
| 5.3.1 跨模态识别方法 |
| 5.3.2 可见光人脸识别算法 |
| 5.4 DRIT模型 |
| 5.4.1 模型结构 |
| 5.4.2 损失函数 |
| 5.4.3 DRIT模型不足 |
| 5.5 基于内容特征提取的短波红外人脸识别框架 |
| 5.5.1 整体结构 |
| 5.5.2 内容特征提取器 |
| 5.5.3 基于内容特征的跨域识别网络 |
| 5.6 实验与分析 |
| 5.6.1 数据集 |
| 5.6.2 实验设置 |
| 5.6.3 网络训练 |
| 5.6.4 评价指标 |
| 5.6.5 对比算法 |
| 5.6.6 实验结果与分析 |
| 5.7 小结 |
| 第6 章 总结与展望 |
| 6.1 全文工作总结 |
| 6.1.1 主要工作 |
| 6.1.2 特色与创新 |
| 6.2 未来研究展望 |
| 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 |
（5）基于国产InGaAs焦平面探测器的短波红外成像关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 国内外研究进展及分析 |
| 1.3 论文的研究意义 |
| 1.4 论文的主要研究内容 |
| 1.5 小结 |
| 第二章 面阵凝视型短波红外成像仪 |
| 2.1 面阵凝视型短波红外成像仪工作流程 |
| 2.2 InGaAs焦平面探测器 |
| 2.3 面阵凝视型短波红外成像仪研制 |
| 2.3.1 面阵凝视型短波红外成像仪硬件设计 |
| 2.3.2 面阵凝视型短波红外成像仪软件设计 |
| 2.4 面阵凝视型短波红外成像仪样机及成像效果 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 影响短波红外成像效果的主要因素研究及图像处理 |
| 3.1 影响短波红外成像效果的主要因素 |
| 3.1.1 非均匀性 |
| 3.1.2 盲元 |
| 3.2 主要因素研究 |
| 3.2.1 非均匀性研究 |
| 3.2.2 盲元研究 |
| 3.3 短波红外图像处理 |
| 3.3.1 常用短波红外图像处理方法 |
| 3.3.2 短波红外图像处理方法研究 |
| 3.4 图像处理效果及讨论 |
| 3.4.1 与常用图像处理方法的比较 |
| 3.4.2 图像处理效果 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 短波红外实时高动态范围成像及显示研究 |
| 4.1 高动态范围成像及显示 |
| 4.1.1 高动态范围 |
| 4.1.2 常用的高动态范围成像方法 |
| 4.1.3 常用的高动态范围显示方法 |
| 4.2 短波红外实时高动态范围成像及显示技术研究 |
| 4.2.1 InGaAs焦平面探测器的相关双采样技术 |
| 4.2.2 基于相关双采样技术的实时高动态范围成像技术研究 |
| 4.2.3 实时高动态范围显示技术研究 |
| 4.3 高动态范围成像及显示实验与讨论 |
| 4.3.1 高动态范围成像及显示实验 |
| 4.3.2 实验结果及讨论 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 短波红外激光距离选通成像 |
| 5.1 短波红外激光距离选通成像技术 |
| 5.1.1 短波红外被动成像技术与主动照明成像技术 |
| 5.1.2 短波红外激光距离选通成像技术的由来及意义 |
| 5.1.3 短波红外激光距离选通成像技术的原理 |
| 5.2 短波红外激光距离选通成像系统结构 |
| 5.2.1 总体结构介绍 |
| 5.2.2 主动照明光源 |
| 5.2.3 短波红外成像仪 |
| 5.2.4 同步控制模块 |
| 5.3 短波红外激光距离选通成像实验与讨论 |
| 5.3.1 短波红外激光距离选通成像实验 |
| 5.3.2 实验结果 |
| 5.3.3 问题讨论与分析 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.1.1 工作总结 |
| 6.1.2 创新点和贡献 |
| 6.2 存在的不足与今后的研究方向 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及获得的奖励 |
| 附录 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（6）复杂气象环境下机载红外成像系统动态仿真研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 课题相关研究现状 |
| 1.2.1 机载红外成像系统研究现状 |
| 1.2.2 气象环境下红外成像建模仿真研究现状 |
| 1.3 研究内容与论文结构 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 论文结构 |
| 第二章 面向红外辐射的大气传输效应建模 |
| 2.1 机载红外成像系统建模 |
| 2.1.1 目标与背景辐射 |
| 2.1.2 大气传输 |
| 2.1.3 光学系统透射 |
| 2.1.4 探测器响应 |
| 2.1.5 信号增益 |
| 2.1.6 A/D转化和灰度量化 |
| 2.2 大气湍流效应建模 |
| 2.2.1 折射率结构常数模型 |
| 2.2.2 折射率功率谱密度模型 |
| 2.2.3 大气湍流相位屏 |
| 2.2.4 湍流调制传递函数 |
| 2.2.5 湍流环境下的仿真模型 |
| 2.3 大气气溶胶效应建模 |
| 2.3.1 米氏散射理论 |
| 2.3.2 大气衰减模型 |
| 2.3.3 大气辐射模型 |
| 2.3.4 气溶胶环境下的仿真模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 复杂气象环境下机载红外成像系统仿真 |
| 3.1 仿真总框架与流程 |
| 3.2 场景仿真 |
| 3.2.1 地物建模 |
| 3.2.2 环境建模 |
| 3.2.3 场景渲染 |
| 3.3 大气湍流效果仿真 |
| 3.3.1 静态湍流效果 |
| 3.3.2 动态湍流效果 |
| 3.4 大气气溶胶效果仿真 |
| 3.4.1 静态气溶胶效果 |
| 3.4.2 动态气溶胶效果 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 成像质量评估研究 |
| 4.1 湍流效果评估 |
| 4.1.1 图像的灰度分布 |
| 4.1.2 图像的对比度 |
| 4.1.3 图像的边缘信息 |
| 4.2 气溶胶效果评估 |
| 4.2.1 图像的灰度分布 |
| 4.2.2 图像的对比度 |
| 4.2.3 图像的边缘信息 |
| 4.3 探测能力评估 |
| 4.3.1 湍流对作用距离影响 |
| 4.3.2 气溶胶对作用距离影响 |
| 4.3.3 作用距离的定量预测 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 工作内容总结 |
| 5.2 问题不足及展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（7）空中目标红外辐射特性分析与成像仿真技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 红外成像仿真技术的应用 |
| 1.3 相关领域的国内外研究现状 |
| 1.3.1 空中目标与环境红外辐射特性研究现状 |
| 1.3.2 目标红外成像仿真技术研究现状 |
| 1.4 论文的主要内容及章节安排 |
| 1.4.1 论文的主要研究内容 |
| 1.4.2 论文的章节安排 |
| 第2章 空中目标红外辐射特性建模与仿真计算 |
| 2.1 算法基本原理 |
| 2.1.1 红外辐射原理与特点 |
| 2.1.2 红外辐射基本定律 |
| 2.1.3 气体辐射基本定律 |
| 2.2 空中目标的红外辐射模型 |
| 2.2.1 蒙皮红外辐射模型 |
| 2.2.2 发动机尾喷口红外辐射模型 |
| 2.2.3 尾焰流场的红外辐射模型 |
| 2.3 目标对环境辐射的反射辐射模型 |
| 2.3.1 太阳辐射 |
| 2.3.2 地球辐射 |
| 2.3.3 天空背景辐射 |
| 2.4 空中目标红外辐射特性仿真结果 |
| 2.4.1 蒙皮与尾喷管的红外辐射特性仿真结果 |
| 2.4.2 尾焰的红外辐射特性仿真结果 |
| 2.5 小结 |
| 第3章 空中目标的红外成像仿真研究 |
| 3.1 空中目标的运动模型建立 |
| 3.1.1 目标的三维几何模型建立 |
| 3.1.2 目标的运动姿态模型建立 |
| 3.2 空中目标的红外辐射模型建立 |
| 3.2.1 蒙皮自发红外辐射模型 |
| 3.2.2 基于BRDF的红外反射模型 |
| 3.3 大气的红外传输模型 |
| 3.3.1 大气路径辐射 |
| 3.3.2 大气衰减 |
| 3.3.3 大气吸收 |
| 3.3.4 大气散射 |
| 3.3.5 大气辐射传输的计算 |
| 3.4 目标红外成像仿真渲染引擎 |
| 3.4.1 三维坐标系与坐标变换 |
| 3.4.2 可见面元分析 |
| 3.4.3 灰度映射 |
| 3.4.4 光栅化 |
| 3.5 空中目标的红外成像仿真多波段结果分析 |
| 3.5.1 红外成像仿真的物理参数 |
| 3.5.2 目标的红外辐射特性分析 |
| 3.5.3 仿真分析 |
| 3.6 目标的模型参数和运动参数 |
| 3.7 小结 |
| 第4章 不同探测平台下空中目标的红外辐射特性 |
| 4.1 目标的红外探测参数选择分析 |
| 4.1.1 目标的红外探测模型 |
| 4.1.2 目标与背景对比度分析模型 |
| 4.2 空中探测平台下目标的红外辐射特性 |
| 4.2.1 观测高度对目标红外辐射特性的影响 |
| 4.2.2 观测距离对目标红外辐射特性的影响 |
| 4.2.3 观测角度对目标红外辐射特性的影响 |
| 4.3 地基探测平台下目标的红外辐射特性 |
| 4.3.1 飞行姿态角对目标红外辐射特性的影响 |
| 4.3.2 观测角度对目标红外辐射特性的影响 |
| 4.3.3 不同地表类型对目标红外辐射特性的影响 |
| 4.4 天基探测平台下目标的红外辐射特性 |
| 4.4.1 卫星的轨道计算 |
| 4.4.2 太阳定位 |
| 4.4.3 低轨天基红外探测参数分析 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 动态红外场景仿真软件的搭建 |
| 5.1 红外场景仿真系统总体框架 |
| 5.1.1 系统结构 |
| 5.1.2 系统功能模块划分 |
| 5.2 软件系统设计及优化 |
| 5.2.1 软件系统流程 |
| 5.2.2 软件优化加速 |
| 5.3 各子模块功能介绍 |
| 5.3.1 数据导入模块 |
| 5.3.2 目标仿真模块 |
| 5.3.3 传感器仿真模块 |
| 5.3.4 综合场景生成模块 |
| 5.3.5 图像渲染输出模块 |
| 5.4 各子模块功能 |
| 5.4.1 目标模块的功能 |
| 5.4.2 红外相机模块功能 |
| 5.4.3 综合场景生成模块功能 |
| 5.5 仿真算法有效性分析 |
| 5.6 红外成像仿真软件演示 |
| 5.6.1 系统软件界面 |
| 5.6.2 软件仿真效果 |
| 5.6.3 动态红外成像仿真效果 |
| 5.7 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 |
（8）地基红外辐射测量系统提高测量精度的关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景以及意义 |
| 1.2 红外辐射特性测量的研究现状 |
| 1.2.1 国外发展现状 |
| 1.2.2 国内研究进展 |
| 1.3 论文主要内容和结构安排 |
| 1.4 本章小结 |
| 第2章 红外辐射特性测量原理 |
| 2.1 红外辐射测量基本理论 |
| 2.1.1 基本辐射量 |
| 2.1.2 红外辐射基本定律 |
| 2.2 地基红外系统模型 |
| 2.2.1 红外光学系统 |
| 2.2.2 红外探测器 |
| 2.2.3 红外辐射测量系统响应定标 |
| 2.3 红外辐射特性测量的基本原理 |
| 2.3.1 目标辐射特性 |
| 2.3.2 辐射在大气中传输的特性 |
| 2.3.3 目标红外辐射特性测量 |
| 2.4 红外辐射测量精度分析及提高其精度的关键技术 |
| 2.4.1 响应定标对红外辐射测量精度的影响 |
| 2.4.2 大气修正对红外辐射测量精度的影响 |
| 2.4.3 辐射反演对红外辐射测量精度的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 辐射测量线性响应特征及高效定标方法 |
| 3.1 红外辐射测量系统的线性响应特征 |
| 3.1.1 响应特征模型 |
| 3.1.2 光学系统响应相关参数测量 |
| 3.1.3 红外探测器响应系数测量 |
| 3.1.4 响应特征计算与验证 |
| 3.2 地基红外辐射测量系统的高效定标方法 |
| 3.2.1 环境温度引起的灰度漂移 |
| 3.2.2 考虑积分时间与衰减片的辐射定标模型 |
| 3.2.3 考虑积分时间与衰减片的高效定标法 |
| 3.2.4 定标法精度验证 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 基于神经网络的非线性红外大气修正方法 |
| 4.1 大气参数实时测量与计算 |
| 4.1.1 大气参数测量设备 |
| 4.1.2 大气修正参数计算 |
| 4.2 非线性红外大气修正方法 |
| 4.2.1 基于标准参考源的大气修正 |
| 4.2.2 线性大气修正方法 |
| 4.2.3 神经网络非线性大气修正方法 |
| 4.2.4 各大气修正方法精度分析 |
| 4.3 基于大气修正的红外辐射测量实验 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 目标提取与基于能量守恒的辐射反演方法 |
| 5.1 目标红外图像灰度信息提取 |
| 5.2 目标的红外辐射测量 |
| 5.2.1 目标成像尺寸特征 |
| 5.2.2 面目标与点目标的红外辐射测量实验 |
| 5.3 基于能量守恒的辐射反演提高点目标的测量精度 |
| 5.3.1 基于能量守恒的红外辐射反演 |
| 5.3.2 点目标的红外辐射测量实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 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 |
（9）复杂成像探测中的微弱目标检测算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状及发展动态分析 |
| 1.2.1 成像目标检测技术 |
| 1.2.2 红外成像弱小目标检测 |
| 1.3 主要研究内容及技术路线 |
| 1.4 论文的结构安排 |
| 第二章 成像目标视觉检测基础理论 |
| 2.1 红外成像特性分析 |
| 2.1.1 红外成像机理 |
| 2.1.2 红外图像的特点 |
| 2.1.3 典型红外背景及目标特性分析 |
| 2.2 红外图像预处理 |
| 2.2.1 图像增强 |
| 2.2.2 红外图像高分辨重建 |
| 2.3 成像目标检测技术 |
| 2.3.1 帧间差分 |
| 2.3.2 背景减除法 |
| 2.3.3 光流法 |
| 2.3.4 动态规划 |
| 2.4 红外弱小目标检测 |
| 2.4.1 空时滤波法 |
| 2.4.2 视觉显着性检测 |
| 2.4.3 基于稀疏表示的弱小目标检测 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于背景建模的目标检测算法 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 高斯背景模型 |
| 3.2.1 单高斯背景模型 |
| 3.2.2 混合高斯背景模型 |
| 3.3 核密度估计背景模型 |
| 3.3.1 非参数估计方法 |
| 3.3.2 基于核密度估计的背景建模 |
| 3.4 实验结果与算法分析 |
| 3.4.1 实验结果 |
| 3.4.2 性能分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于多尺度几何分析的红外目标检测算法 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 多尺度几何分析 |
| 4.2.1 多尺度几何分析理论 |
| 4.2.2 Contourlet变换 |
| 4.2.3 Shearlet变换 |
| 4.3 基于NSST的红外弱小目标检测 |
| 4.3.1 多特征融合与Kurtosis最大化 |
| 4.3.2 基于最大对比度准则的阈值分割 |
| 4.4 实验结果与性能分析 |
| 4.4.1 实验设置 |
| 4.4.2 实验结果 |
| 4.4.3 性能分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于视觉显着性的红外弱小目标检测方法 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 视觉显着性模型 |
| 5.3 红外弱小目标视觉显着性检测 |
| 5.3.1 局部对比度检测模型 |
| 5.3.2 红外目标HB-MLCM检测算法 |
| 5.4 基于MDMSHB模型的红弱小目标检测方法 |
| 5.4.1 方向滤波器 |
| 5.4.2 改进的高提升响应滤波器 |
| 5.4.3 多方向及多尺度分析 |
| 5.4.4 自适应阈值分割 |
| 5.5 实验结果与算法分析 |
| 5.5.1 实验设置 |
| 5.5.2 实验结果与分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 基于分数域最优时频特征的SAR目标检测 |
| 6.1 SAR图像及其特性分析 |
| 6.1.1 SAR成像概述 |
| 6.1.2 SAR图像特性分析 |
| 6.2 时频分析理论 |
| 6.2.1 信号的展开 |
| 6.2.2 短时傅里叶变换 |
| 6.2.3 Gabor变换及展开 |
| 6.2.4 Wigner-Ville时频分布 |
| 6.3 分数阶傅里叶变换 |
| 6.3.1 FrFT的定义 |
| 6.3.2 FrFT的特性 |
| 6.4 基于最优FrGT时频谱特征的SAR目标检测 |
| 6.4.1 二维分数阶Gabor变换 |
| 6.4.2 最优窗函数设计 |
| 6.4.3 最优阶决策 |
| 6.4.4 能量衰减梯度特征 |
| 6.5 实验结果与算法分析 |
| 6.5.1 实验设置 |
| 6.5.2 实验结果与分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.1.1 工作总结 |
| 7.1.2 创新点及主要贡献 |
| 7.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
四、一种红外成像系统作用距离试验评估方法（论文参考文献）
- [1]基于TTP准则的红外成像系统性能评估技术研究[D]. 郭丽文. 哈尔滨工业大学, 2021
- [2]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)
- [3]机载IRST小目标检测技术研究[D]. 管学伟. 电子科技大学, 2021
- [4]基于短波红外成像系统的人脸图像增强与识别关键技术研究[D]. 胡麟苗. 中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所), 2020(01)
- [5]基于国产InGaAs焦平面探测器的短波红外成像关键技术研究[D]. 费宬. 山东大学, 2020(01)
- [6]复杂气象环境下机载红外成像系统动态仿真研究[D]. 梁红霞. 西安电子科技大学, 2020(05)
- [7]空中目标红外辐射特性分析与成像仿真技术研究[D]. 王霄. 中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所), 2020(03)
- [8]地基红外辐射测量系统提高测量精度的关键技术研究[D]. 杨国庆. 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(08)
- [9]复杂成像探测中的微弱目标检测算法研究[D]. 彭凌冰. 电子科技大学, 2020
- [10]红外成像导引头抗干扰性能评估方法[J]. 方丹,周永恒,崔少辉,郭晓冉. 火力与指挥控制, 2020(06)