基于时空域滚动引导滤波的分尺度非均匀性校正算法

1

作者 刘通 隋修宝 +1 位作者 陈钱 陈星燎 《应用光学》 北大核心 2025年第2期309-318,共10页

非均匀性是红外成像系统普遍存在的固有缺陷,主要表现为条纹和散粒状的固定模式噪声,造成图像质量严重退化。当前基于场景的非均匀性校正方法普遍依赖运动场景,静止场景容易被视为非均匀性,误校正会产生鬼影。为解决该问题,放弃对场景假... 非均匀性是红外成像系统普遍存在的固有缺陷,主要表现为条纹和散粒状的固定模式噪声,造成图像质量严重退化。当前基于场景的非均匀性校正方法普遍依赖运动场景,静止场景容易被视为非均匀性,误校正会产生鬼影。为解决该问题,放弃对场景假设,从非均匀性自身特征出发,基于一维引导滤波结合递进校正和能量阻断机制校正大尺度的条纹非均匀性;对时域低通图像,基于滚动引导滤波的尺度感知和滤波收敛特性,通过求解最小均方误差下的线性校正模型参数,去除小尺度的散粒非均匀性。为验证算法的鲁棒性,使用缺乏运动场景开展模拟和实测实验,通过主客观评价,验证了本算法具有非均匀性校正残差小、抑制鬼影能力强、不过度校正、不对运动场景依赖等优点,且兼具对视频流和单帧图像的校正能力。 展开更多

关键词 红外成像系统 非均匀性校正 尺度感知 一维引导滤波 滚动引导滤波

在线阅读 下载PDF 职称材料

红外焦平面阵列盲元检测算法 被引量：16

2

作者 隋修宝 陈钱 +1 位作者 顾国华 陆红红 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第8期107-111,共5页

为提高红外焦平面阵列盲元的定位精度,分析了盲元的产生机理,指出了探测器所处环境温度对探测元的探测能力以及焦平面阵列的盲元数量和位置分布的影响,提出了一种考虑环境温度差异的红外焦平面阵列盲元检测算法,精确定位了不同温度范围... 为提高红外焦平面阵列盲元的定位精度,分析了盲元的产生机理,指出了探测器所处环境温度对探测元的探测能力以及焦平面阵列的盲元数量和位置分布的影响,提出了一种考虑环境温度差异的红外焦平面阵列盲元检测算法,精确定位了不同温度范围内的盲元位置。实验结果表明,该算法可将随环境温度改变而改变的盲元位置信息准确检测出来。 展开更多

关键词 红外焦平面阵列 红外探测机理 盲元检测 环境温度差异 盲元变化

在线阅读 下载PDF 职称材料

红外图像条纹噪声消除方法(英文) 被引量：14

3

作者 隋修宝 陈钱 顾国华 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期106-112,共7页

分析了条纹噪声的产生机制,并提出了能够在一帧时间内完成的去除条纹噪声算法.该算法利用局部窗口遍历一帧图像的所有像元,获得每行像元的极值,并通过相邻行之间灰度值的继承性完成一帧图像的校正参数的计算;通过设定合适的阈值消除图... 分析了条纹噪声的产生机制,并提出了能够在一帧时间内完成的去除条纹噪声算法.该算法利用局部窗口遍历一帧图像的所有像元,获得每行像元的极值,并通过相邻行之间灰度值的继承性完成一帧图像的校正参数的计算;通过设定合适的阈值消除图像边缘和系统噪声对参数精度的影响.实验结果和理论分析表明,提出的算法能够在一帧时间内有效地消除红外图像的条纹噪声. 展开更多

关键词 红外图像 条纹噪声 局部窗口 阈值设置 继承性

在线阅读 下载PDF 职称材料

环境温度对红外图像非均匀性影响的研究 被引量：10

4

作者 隋修宝 陈钱 顾国华 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期2572-2575,共4页

定量分析了SOFRADIR公司生产的320×240凝视型非制冷焦平面探测器关键偏置电压FID、VEBASAGE对焦平面探测器输出的影响.通过测试发现,焦平面驱动电路板所处系统内部环境温度在某一温度附近有振荡现象,理论上推导出了焦平面驱动电路... 定量分析了SOFRADIR公司生产的320×240凝视型非制冷焦平面探测器关键偏置电压FID、VEBASAGE对焦平面探测器输出的影响.通过测试发现,焦平面驱动电路板所处系统内部环境温度在某一温度附近有振荡现象,理论上推导出了焦平面驱动电路所处系统内部环境温度在(-10℃,40℃)的缓慢漂移以及振荡均能使关键偏置电压产生毫伏级漂移的结论.结果表明,焦平面驱动电路所处系统内部环境温度变化严重影响了焦平面探测器输出的稳定性并改变了红外图像的非均匀性,为基于环境温度补偿的非均匀性校正算法研究提供了依据. 展开更多

关键词 光学 红外图像 红外焦平面阵列 环境温度变化 非均匀性

在线阅读 下载PDF 职称材料

红外图像空间分辨率提高方法研究 被引量：8

5

作者 隋修宝 陈钱 陆红红 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期377-379,385,共4页

分别研究了微扫描技术与虚拟电子微扫描技术在提高红外图像空间分辨率方面的原理,指出了纯粹利用微扫描技术的局限性,提出了微扫描技术与自适应虚拟电子微扫描技术相结合的方法,理论和实验结果表明,该方法可以大幅度地提高红外图像的空... 分别研究了微扫描技术与虚拟电子微扫描技术在提高红外图像空间分辨率方面的原理,指出了纯粹利用微扫描技术的局限性,提出了微扫描技术与自适应虚拟电子微扫描技术相结合的方法,理论和实验结果表明,该方法可以大幅度地提高红外图像的空间分辨率. 展开更多

关键词 光学 空间分辨率 复合技术 红外图像 微扫描 虚拟电子微扫描

在线阅读 下载PDF 职称材料

红外焦平面阵列多次采样滤波技术 被引量：4

6

作者 隋修宝 陈钱 +1 位作者 柏连发 顾国华 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2010年第6期993-998,共6页

针对红外图像信噪比不高和当前常用的二维时间延迟积分(2D-TDI)算法仅适用于静止和缓慢运动目标场合的问题,分析了信号的采集原理以及噪声特性,提出了红外焦平面阵列(IRFPA)多次采样滤波技术,通过对一帧图像的同一像元点进行多次采样的... 针对红外图像信噪比不高和当前常用的二维时间延迟积分(2D-TDI)算法仅适用于静止和缓慢运动目标场合的问题,分析了信号的采集原理以及噪声特性,提出了红外焦平面阵列(IRFPA)多次采样滤波技术,通过对一帧图像的同一像元点进行多次采样的方法,在降低红外图像的随机时间域噪声的同时,保证其能够应用于快速运动目标场合;图像对比和数据测试结果表明:红外焦平面阵列多次采样滤波技术不仅具有与2D-TDI算法同等的提高红外图像信噪比的能力——将红外图像的NETD降低到原红外图像的1/姨n倍(n为对同一像元点的有效采样次数),而且突破了2D-TDI算法应用场合的限制,其能够适应于快速运动目标场景,对红外热像仪的性能提升有重要意义。 展开更多

关键词 多次采样和滤波 红外焦平面阵列 二维时间延迟积分 噪声等效温差

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于meth小波变换的激光测距算法 被引量：3

7

作者 隋修宝 陈钱 +1 位作者 顾国华 徐彤 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第10期1928-1934,共7页

针对目前常用的脉冲激光测距技术存在的测距速度和测距精度不高、仅适用于测距仪和被测目标之间相对静止或低速运动的场合的问题,提出了采用mexh小波变换方法的脉冲激光测距技术。该技术能够准确地测量出发射脉冲与回波脉冲之间的时间差... 针对目前常用的脉冲激光测距技术存在的测距速度和测距精度不高、仅适用于测距仪和被测目标之间相对静止或低速运动的场合的问题,提出了采用mexh小波变换方法的脉冲激光测距技术。该技术能够准确地测量出发射脉冲与回波脉冲之间的时间差,并有效降低噪声干扰。实验数据表明:该技术在高速运动中对几米到十几米的目标定距精度优于(-0.3 m,0.3 m),定距时间不大于62μs,可以最大限度地发挥炸弹的爆炸威力。 展开更多

关键词 激光近炸引信 高速 近程 小波变换

在线阅读 下载PDF 职称材料

扫描型热像仪扫描匹配技术 被引量：3

8

作者 隋修宝 陈钱 顾国华 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期492-495,共4页

分析了扫描型探测器时间延迟积分级工作过程,指出了摆镜扫描线性度和稳定性对系统性能的影响;以576×6探测器为例,推导出了摆镜控制参量与热像仪列周期参量之间的数学关系式,并对两参量在实际系统中的应用做出了限制。最后测试参数... 分析了扫描型探测器时间延迟积分级工作过程,指出了摆镜扫描线性度和稳定性对系统性能的影响;以576×6探测器为例,推导出了摆镜控制参量与热像仪列周期参量之间的数学关系式,并对两参量在实际系统中的应用做出了限制。最后测试参数证明了理论推导的正确性。为扫描型热像仪尤其576×6热像仪的扫描控制与探测器列周期之间的匹配提供了理论依据。 展开更多

关键词 热像仪 摆镜 扫描线性度 控制参量 列周期 匹配

在线阅读 下载PDF 职称材料

320×240红外焦平面探测器关键偏压噪声抑制技术 被引量：7

9

作者 隋修宝 陈钱 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期130-133,共4页

文中根据SOFRADIR公司的320×240红外焦平面探测器的具体特点和技术要求,对关键偏压FID、VEBASAGE采用了专用的低噪声设计方法,取得了较好效果。相同测试条件下,驱动板噪声水平以及驱动出的图像质量均优于英国ISG公司同类探测器驱... 文中根据SOFRADIR公司的320×240红外焦平面探测器的具体特点和技术要求,对关键偏压FID、VEBASAGE采用了专用的低噪声设计方法,取得了较好效果。相同测试条件下,驱动板噪声水平以及驱动出的图像质量均优于英国ISG公司同类探测器驱动板。 展开更多

关键词 关键偏压 低噪声 轨道塌陷 串扰 图像质量

在线阅读 下载PDF 职称材料

红外模拟探测器研究初探 被引量：3

10

作者 隋修宝 陈钱 顾国华 《红外技术》 CSCD 北大核心 2007年第10期563-566,共4页

论述了HgCdTe材料红外模拟探测器研制的必要性,研究了红外模拟探测器需要具有的主要功能并详细讨论了其四种工作模式。提出了以ARM+FPGA为主处理芯片的红外模拟探测器硬件架构。同时理论推导表明单一网络信号的完整性问题可以避免,系统... 论述了HgCdTe材料红外模拟探测器研制的必要性,研究了红外模拟探测器需要具有的主要功能并详细讨论了其四种工作模式。提出了以ARM+FPGA为主处理芯片的红外模拟探测器硬件架构。同时理论推导表明单一网络信号的完整性问题可以避免,系统的低噪声设计也可以实现。最后指出了红外模拟探测器的发展前景和需要解决的关键问题。 展开更多

关键词 红外模拟探测器 红外成像电子学 参数可调 低噪声

在线阅读 下载PDF 职称材料

红外焦平面阵列自适应数字化技术 被引量：1

11

作者 隋修宝 陈钱 陆红红 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期548-551,共4页

针对红外焦平面阵列驱动电路固定A/D芯片模拟信号输入范围进行数字化、造成的红外图像细节分辨力低下的问题,提出了自适应的数字化技术,该技术消除了焦平面阵列的盲元干扰。根据进入焦平面的整体场景的灰度大小,设定适当的灰度阈值,计算... 针对红外焦平面阵列驱动电路固定A/D芯片模拟信号输入范围进行数字化、造成的红外图像细节分辨力低下的问题,提出了自适应的数字化技术,该技术消除了焦平面阵列的盲元干扰。根据进入焦平面的整体场景的灰度大小,设定适当的灰度阈值,计算出A/D转换芯片的偏置电压,自适应地调整模拟信号数字化范围,使焦平面的模拟输出数字化后最大限度地占据A/D芯片的数字位数。理论推导表明,该技术能够大幅度地提高红外图像的细节分辨力。 展开更多

关键词 光学 红外与夜视技术 红外焦平面阵列 自适应 数字化 图像分辨力

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于多尺度的高动态红外图像增强算法 被引量：10

12

作者 朱道广 隋修宝 +2 位作者 朱才高 刘宁 陈钱 《红外技术》 CSCD 北大核心 2013年第8期476-481,486,共7页

红外图像通常具有很高的动态范围,数字量化位数一般大于或等于14 bit,这样的高动态图像既包含大的信号变量也包含较小的低对比度细节,这对于人眼的理解和显示设备的渲染都是不能接受的。在多尺度和边缘保留型滤波器的框架下,提出了一种... 红外图像通常具有很高的动态范围,数字量化位数一般大于或等于14 bit,这样的高动态图像既包含大的信号变量也包含较小的低对比度细节,这对于人眼的理解和显示设备的渲染都是不能接受的。在多尺度和边缘保留型滤波器的框架下,提出了一种改进的红外图像增强算法。首先是应用加权最小二乘滤波器对原始图像进行边缘保留式的图像多尺度分层操作,然后分别对得到的多层细节图像和残留模糊图像进行处理,使细节得到适当的放大,而残留层得到压缩,最后再把细节层和残留层合并,得到最终用于显示的低动态范围图像。该方法可以较好的保留红外图像细节,同时避免或削弱由细节分离操作所带来的合成图像中的光晕和梯度反转现象。 展开更多

关键词 高动态红外图像 像增强器算法 图像多尺度 加权最小二乘滤波器 边缘保留

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于灰度冗余的红外图像实时均衡技术 被引量：9

13

作者 李怀琼 陈钱 +1 位作者 隋修宝 刘强 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2006年第5期409-412,共4页

文章提出一种新型的基于灰度冗余的红外图像实时均衡算法,通过图像灰度直方图的统计,将灰度像素分布为零的灰度级进行完全压缩,将灰度分布很少的灰度级映射到最近的大于阈值的灰度级,然后将有效图像灰度级进行等间距排列,最后完成排列... 文章提出一种新型的基于灰度冗余的红外图像实时均衡算法,通过图像灰度直方图的统计,将灰度像素分布为零的灰度级进行完全压缩,将灰度分布很少的灰度级映射到最近的大于阈值的灰度级,然后将有效图像灰度级进行等间距排列,最后完成排列后的直方图映射。该算法在压缩灰度冗余的同时,进行直方图的实时无损均衡,提高了图像质量,并实现实时处理,避免了常规直方图均衡带来的灰度断层现象。该算法在红外热像仪的应用中取得了较好效果。 展开更多

关键词 直方图均衡 图像增强 灰度冗余 实时处理 红外图像

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于FPGA和ARM的红外图像实时显示和采集方法 被引量：10

14

作者 毛伟 隋修宝 +1 位作者 陈钱 顾国华 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2013年第11期1222-1228,共7页

针对传统的ARM系统在红外图像显示和处理上存在处理速度慢,效率低,难以做到完全实时的问题,本文设计了一种新的基于FPGA和ARM系统的红外图像实时显示和采集方法,该方法主要是通过使用Qt多线程编程技术和FrameBuffer接口相结合的方式对F... 针对传统的ARM系统在红外图像显示和处理上存在处理速度慢,效率低,难以做到完全实时的问题,本文设计了一种新的基于FPGA和ARM系统的红外图像实时显示和采集方法,该方法主要是通过使用Qt多线程编程技术和FrameBuffer接口相结合的方式对FPGA从网络发送到ARM的图像数据进行接收处理并显示在液晶屏上,同时使用按键对其进行控制。实验结果显示这种方法简单,工作效率高,能够以25帧/秒的速度实现大小为640×480的红外图像的实时显示和采集保存,极大地提升了ARM在图像处理上的效率,同时整个显示采集系统体积小,使用方便、灵活,因而具有一定的应用前景。 展开更多

关键词 FPGA ARM 红外图像 多线程 FRAMEBUFFER 实时显示

在线阅读 下载PDF 职称材料

双通道分频段恒定统计非均匀性校正算法 被引量：6

15

作者 季尔优 顾国华 +2 位作者 陈钱 柏连发 隋修宝 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期474-478,共5页

针对基于定标的两点校正算法无法克服焦平面温漂效应和基于场景的恒定统计算法存在的鬼影现象,在对现有的算法进行了分析的基础上,提出了一种改进的恒定统计非均匀性校正算法。该算法在两点校正的基础上,对图像进行双通道分频段处理,并... 针对基于定标的两点校正算法无法克服焦平面温漂效应和基于场景的恒定统计算法存在的鬼影现象,在对现有的算法进行了分析的基础上,提出了一种改进的恒定统计非均匀性校正算法。该算法在两点校正的基础上,对图像进行双通道分频段处理,并通过对场景运动状态的判断,有选择性地进行统计参数的更新,最后完成非均匀性校正。实验结果表明,和传统的非均匀性校正算法相比,该算法可以有效地消除红外焦平面温漂效应带来的影响,抑制基于场景的非均匀性校正算法带来的鬼影现象。 展开更多

关键词 非均匀性校正 恒定统计算法 鬼影抑制 运动检测 分频段处理

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于边缘保护的红外图像插值放大算法 被引量：8

16

作者 李怀琼 陈钱 隋修宝 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期655-658,共4页

基于目前国内外红外焦平面阵列探测器分辨力低,红外图像边缘模糊等现状,为了获得高分辨力、高质量的红外图像,提出了一种新的基于边缘保护的红外图像插值放大算法。该算法首先对原图像进行边缘提取,并将提取的边缘像素灰度值进行直接放... 基于目前国内外红外焦平面阵列探测器分辨力低,红外图像边缘模糊等现状,为了获得高分辨力、高质量的红外图像,提出了一种新的基于边缘保护的红外图像插值放大算法。该算法首先对原图像进行边缘提取,并将提取的边缘像素灰度值进行直接放大映射,然后沿着边缘方向进行放大边缘的插值,在此基础上进行图像缓变区域的双线性插值放大而完成全部图像的放大。该算法在保存图像边缘细节的基础上进行平滑的放大,获得了较好的图像质量。 展开更多

关键词 光电子学与激光技术 边缘保护 图像插值 双线性插值 边缘提取 映射 重读放大

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种红外数字图像伪彩色显示设计 被引量：11

17

作者 樊晓清 顾国华 +1 位作者 刘宁 隋修宝 《红外技术》 CSCD 北大核心 2013年第7期398-403,共6页

利用红外热成像系统可以将物体的热分布转化成可视图像,并在监视器上以灰度级的形式显示出来,进而得到被测物体的温度分布场。由于人眼对彩色的分辨能力高于黑白图像,所以对红外热图像进行伪彩色编码更利于人眼识别和获取图像中的有用... 利用红外热成像系统可以将物体的热分布转化成可视图像,并在监视器上以灰度级的形式显示出来,进而得到被测物体的温度分布场。由于人眼对彩色的分辨能力高于黑白图像,所以对红外热图像进行伪彩色编码更利于人眼识别和获取图像中的有用信息。基于FPGA和ADV7127,提出了一种伪彩显示方法,对来自红外热像仪输出的数字图像按照PAL制标准进行视频编码,并对数据进行彩虹编码或者重金属编码等处理,经过AD转换将编码后的数字图像转化为彩色PAL制模拟信号并由电视机进行显示。所实现的红外图像伪彩显示设计具有低功耗,灵活性强,便于系统小型化等特点。 展开更多

关键词 红外图像 FPGA ADV7127 伪彩色 PAL制

在线阅读 下载PDF 职称材料

多帧累加平均技术在红外实时图像处理中的应用 被引量：7

18

作者 李怀琼 陈钱 +1 位作者 隋修宝 刘强 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2005年第12期978-979,982,共3页

文章通过对红外热像仪系统图像表征特性的分析,提出了红外图像多帧累加平均实时 图像处理技术,并阐述了在红外热像仪中该图像处理技术的具体实现,并通过实验证明该方法 实现了沿着运动轨迹进行帧间滤波,而且实现视频图像的实时显示,从... 文章通过对红外热像仪系统图像表征特性的分析,提出了红外图像多帧累加平均实时 图像处理技术,并阐述了在红外热像仪中该图像处理技术的具体实现,并通过实验证明该方法 实现了沿着运动轨迹进行帧间滤波,而且实现视频图像的实时显示,从而使多帧累加平均技术 对于运动红外图像序列具有较好的处理效果。 展开更多

关键词 多帧累加 帧积分 红外热像仪 图像增强

在线阅读 下载PDF 职称材料

576×6热像仪帧频提高方法 被引量：5

19

作者 刘宁 陈钱 +1 位作者 顾国华 隋修宝 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期387-390,401,共5页

为了提高576×6红外热像仪的帧频,分析了扫描型焦平面探测器的扫描原理,提出了3种帧频提高方法:双向扫描成像;减少帧内无效扫描像元;缩短列周期时间。其中,双向扫描成像突破了当前通常只采用正程扫描时间成像的限制,扫描摆镜正程扫... 为了提高576×6红外热像仪的帧频,分析了扫描型焦平面探测器的扫描原理,提出了3种帧频提高方法:双向扫描成像;减少帧内无效扫描像元;缩短列周期时间。其中,双向扫描成像突破了当前通常只采用正程扫描时间成像的限制,扫描摆镜正程扫描时间和回扫时间均用来成像,提高了热像仪的成像效率;减少帧内无效扫描像元则推导出了标准输出格式下的探测器最小输出列数,减少甚至消除无效列数成像;缩短列周期则阐述了降低列周期方法以直接降低帧周期成像。分析表明,3种方法可以大幅度提高576×6热像仪帧频。 展开更多

关键词 提高帧频 双向扫描 无效扫描像元 列周期

在线阅读 下载PDF 职称材料

采用最优峰值的相位相关红外图像配准方法 被引量：4

20

作者 于雪莲 陈钱 +1 位作者 隋修宝 任建乐 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第9期2589-2596,共8页

对数极坐标域下的图像配准方法常因相位相关互功率谱呈现多峰分布而影响匹配准确度,为此提出了一种基于区域最优峰值的相位相关红外图像配准方法。首先将待配准图像和参考图像转换到对数极坐标域,其次以自适应巴特沃斯高通滤波为预处理... 对数极坐标域下的图像配准方法常因相位相关互功率谱呈现多峰分布而影响匹配准确度,为此提出了一种基于区域最优峰值的相位相关红外图像配准方法。首先将待配准图像和参考图像转换到对数极坐标域,其次以自适应巴特沃斯高通滤波为预处理,最后结合归一化互相关和相位相关的相似性测度,在合理截断互功率谱半径轴低数值段的基础上,筛选出最优峰值实现自动配准,同时研究了对数极坐标变换尺寸对匹配性能的影响,给出了最优尺寸变换比。实验结果表明:该算法对噪声污染图像表现出较好的鲁棒性,对于存在平移、旋转和缩放的红外图像具有更高的配准精度。 展开更多

关键词 配准 对数极坐标变换 相位相关 互相关 互功率谱最优峰值

在线阅读 下载PDF 职称材料