红外图像细节增强算法研究及FPGA实现(2)
3.2.2 基于冗余的直方图均衡的实现 16
3.2.3 细节图像的自适应增益控制技术 . 17
4 算法改进 19
4.1 高斯滤波改进 . 19
4.1.1 梯度翻转效应 . 19
4.1.2高斯滤波改进算法 20
4.2 直方图投影技术改进 . 22
4.2.1 原始直方图投影 . 22
4.2.1 本论文的直方图投影技术 . 23
结论 26
致谢 28
参考文献 29
1 绪论
1.1 课题研究背景
红外辐射是一种介于可见光和微波之间，波长为 1-24μ m 的电磁波。自然
界中凡温度超过绝对零度的物体，其表面就会向外界辐射出红外。红外成像技
术就是利用目标的红外辐射，对目标进行探测和信息处理，并把物体自身辐射
出的红外转化为可见光图像显示在监视器上。由于同一物体的各个部位或不同
的物体，有不同的温度，因此具有不同的辐射特性，辐射出不同的能量。所以
红外成像系统能够根据接收到的红外辐射能量不同，把物体及其各个部分区分
开来，再将人类无法用裸眼观察到的红外图像转换为可见的的灰度图像。
红外热成像系统与可见光成像系统相比，具有以下优点：
①抗干扰能力强。大气，云层和烟雾等均可吸收可见光和近红外光，但对
于3-5微米和 8-14微米的“大气窗口”[1]
的红外辐射是透明的。正因为红外辐
射具有更强的透过雨、雪、雾、霾等能力，所以红外成像系统作用距离远，并
具有很强的抗干扰能力；
②环境适应性强。由于红外热成像系统不需要提供外光源，因此可以在恶
劣的天气下和夜间全天候工作，而不依赖于场景特性；
③隐蔽性好。由于红外热成像系统是被动的接收目标信号，比雷达等主动
探测的设备更安全、可靠，因此有很好的隐蔽性；
④识别能力强。由于红外热成像系统是利用目标红外辐射强度的差异来产
生灰度图像，因此在识别伪装目标的能力上优于可见光。
鉴于以上四点[2]
，红外热成像广泛应用于交通运输、遥感探测、医疗卫生、
视频监控及军事国防等重要方面。随着相关技术的发展、应用，以及在各领域
需求的推动下，红外热成像技术发生着革命性的变化，其主要体现在以下四个
方面：
①探测器单元的多元化和焦平面化； ②由制冷型探测到非制冷型探测；
③由单波段到多波段探测；
④信息处理技术功能由简单到复杂。
目前，制冷型的红外热像仪已经发展到第三代：①采用多元线列或小面阵
探测器的第一代热像仪；②采用长线列或与黑白电视分辨率相当的凝视焦平面
阵列的第二代热像仪；③采用长线列或与高清晰度电视分辨率相当的凝视焦平
面阵列，具有多个工作波段的第三代热像仪。
非制冷红外热成像技术起步较晚，但发展迅速，目前非制冷红外焦平面阵
列的分辨率与二代制冷型热成像热像仪相当。如今，红外成像技术已经获得全
面的、大规模的应用。
红外热像仪是利用红外热成像技术的成像仪器，它最初是用在军事上，并
得以发展，后向民用工业领域迅速发展。红外热像仪以红外焦平面器件为核心，
通过红外探测器接收物体的红外热辐射，再经信号处理系统，将目标的热图像
转变为可视图像，并在监视器上显示出来。在军事和民用领域中，红外热像仪
随处可见，其中包括现代战争中的夜视仪、民用的红外测温仪、车载弹载热像
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