紅外熱像儀技術(shù)分析報(bào)告(參考版)
2025-03-04 00:03本頁(yè)面
【正文】 但是目標(biāo)各自的特征（如：目標(biāo)的邊緣輪廓特征、矩心特征、相關(guān)度特征等）可以很好地分離出目標(biāo)；從實(shí)驗(yàn)組三、四中可以看出，目標(biāo)與背景能量比較大時(shí)， 其邊緣特性也能正常提取出來(lái)，從而說(shuō)明 14 位圖像在不調(diào)光的情況下也能提取出目標(biāo)特性，因此 14 位圖像在不調(diào)光的情況下滿足導(dǎo)引頭的使用要求。 經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證表明， 14 位圖像在不調(diào)光的情況下滿足 導(dǎo)引頭的使用要求，以下是其中的幾組實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 圖 18. 相關(guān)跟蹤器匹配模板示意圖 若基準(zhǔn)圖像特征和實(shí)時(shí)圖像特征分別為 ),( uus 、 ),( vur ，則相關(guān)函數(shù)為： d u d vyvxurvusyxc ),(),(),( ????? 式中 x、 y 為兩幅圖像之間的相對(duì)偏移量，相關(guān)矩陣 ),( yxc 的主峰是兩幅圖像完全重合的位置，圖 19 為相關(guān)函數(shù)曲線圖，從圖可以看出當(dāng)搜索到主峰時(shí)，所搜的圖像坐標(biāo)點(diǎn)即為圖像目標(biāo)的配準(zhǔn)點(diǎn)。 圖 17. 目標(biāo)檢測(cè)示意圖 相關(guān)跟蹤器是檢測(cè)同一景物的兩個(gè)不同圖像間的相對(duì)位移 ,其中一個(gè)圖象為基準(zhǔn)圖像 ,并且可以代表上一次的檢測(cè)值 ,另一個(gè)圖像稱作接收?qǐng)D像 ,即為實(shí)時(shí)圖像。 圖 17 為目標(biāo)檢測(cè)示意圖，圖中的觀察視角為 BA? ，視場(chǎng)中心為O，目標(biāo)在視場(chǎng)中的位置如圖所示，邊緣跟蹤器與矩心跟蹤器要設(shè)置一個(gè)波門(mén) ,波門(mén)尺寸要略大于目標(biāo)圖像 ,波門(mén)緊緊套住目標(biāo)并檢出波門(mén)以內(nèi)信號(hào) ,摒除波門(mén)以外的其 它信號(hào) ,也可以對(duì)視場(chǎng)中出現(xiàn)的若干個(gè)目標(biāo)設(shè)置幾個(gè)波門(mén)。這是一種被動(dòng)制導(dǎo)方式，具有智能化的優(yōu)勢(shì)。在我們的調(diào)光算法中，僅接收 14 位圖像數(shù)據(jù)，然后調(diào)用調(diào)光算法將改善后數(shù)據(jù)輸出到顯示屏上，而并不將處理完的數(shù)據(jù)送回給原始數(shù)據(jù)，因此調(diào)光算法并不影響到 14 位圖像數(shù)據(jù)，也不會(huì)對(duì)后續(xù)的跟蹤識(shí)別造成影響。 19 探 測(cè) 器 圖 像 質(zhì) 量 分析通 過(guò) 算 法 判 斷輸 出 響 應(yīng) 均 勻是 否 變 差調(diào) 用 熱 窗 算 法讀 取 校 正 系 數(shù)輸 出 正 常 圖 像不 需 要 要 調(diào) 用 熱 窗算 法 ， 探 測(cè) 器 保 持原 來(lái) 的 工 作 模 式 并輸 出 正 常 圖 像是否 圖 15 熱窗算法原理圖 抗熱窗算法實(shí)驗(yàn)結(jié)果 經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)對(duì)比驗(yàn)證，證 明了抗熱窗算法的有效性，在這里取兩組對(duì)比圖進(jìn)行說(shuō)明，圖 16 中左邊對(duì)應(yīng)的是沒(méi)調(diào)用抗熱窗算法時(shí)探測(cè)器的輸出圖像，右邊對(duì)應(yīng)于調(diào)用熱窗算法的輸出圖像，從對(duì)比圖中可以看出，溫度過(guò)高且未調(diào)用抗熱窗算法時(shí)圖像顯示不正常，通過(guò)調(diào)用自適應(yīng)算法后，探測(cè)器自動(dòng)切換到抗熱窗模式，圖像顯示正常，探測(cè)器正常工作。 18 圖 14 探測(cè)器在常溫區(qū)的工作曲線 從圖 14 的曲線可以看出，在灰度值為 9800 以下時(shí)，探測(cè)器圖像顯示正常，隨著溫度的升高，當(dāng)灰度值超過(guò) 9800 時(shí)探測(cè)器輸出響應(yīng)趨向于非 線性（均勻性變差），圖像質(zhì)量變差差，為了使圖像輸出正常，我們采用自適應(yīng)抗熱窗算法，該算法能夠在輸出響應(yīng)趨于非線性時(shí)時(shí)將探測(cè)器的工作模式自動(dòng)切換到抗熱窗模式，在此模式下，圖像正常顯示。在熱窗干擾嚴(yán)重的情況下，為能正常顯示圖像，提出一種自適應(yīng)調(diào)整的抗熱窗算法，該算法能夠在響應(yīng)輸出響應(yīng)趨向非均勻時(shí)將探測(cè)器的工作模式從常溫模式自動(dòng)地切換到抗熱窗模式，也能正常顯示圖像。 原始圖像 調(diào)光算法處理后 原始圖像 調(diào)光算法處理后 原始圖像 調(diào)光算法處理后 圖 11 不同 圖像效果 17 從多組不同圖像的實(shí)驗(yàn)對(duì)比來(lái)看，經(jīng)過(guò)調(diào)光算法之后不僅對(duì)比度得到提升，圖像細(xì)節(jié)清晰沒(méi)有太大損失，而且沒(méi)有出現(xiàn)噪聲的增大以及明顯的人為處理痕跡，視覺(jué)效果得到了改善。 15 原始圖像 調(diào)光算法處理后 圖 9 調(diào)光算法效果 表 3 處理前后數(shù)據(jù)對(duì)比 均值 標(biāo)準(zhǔn)差 熵 原圖 SSR 圖 10 處理前后數(shù)據(jù)對(duì)比 選擇本方案的原因 現(xiàn)階段圖像處理算法都不具有通用性，某一種算法可能只適用于相應(yīng)的某種圖像或者有相似結(jié)構(gòu)的圖像，即使對(duì)應(yīng)同一類型圖像采用同一算法，不同的參數(shù)選擇也會(huì)產(chǎn)生不同的效果， 因此可在分析圖像類型的基礎(chǔ)上通過(guò)多種算法的疊加組合來(lái)進(jìn)行圖像增強(qiáng)，不僅 16 可以對(duì)各種算法進(jìn)行優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，而且擴(kuò)大了算法的適用范圍。 圖 9 為原始圖像與調(diào)光算法的比較，經(jīng)過(guò)處理，可見(jiàn)圖像對(duì)比度得到提升，邊緣細(xì)節(jié)更清晰，且沒(méi)有明顯人為處理的痕跡，視覺(jué)效果更好。 Retinex 的原理圖如下： 14 反 射 物 體入 射 光反 射觀 察 者 ),(),(),( yxLyxRyxS ?? 圖 8 Retinex 原理圖
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