紅外熱成像與信號處理

內(nèi)容概要

　　《紅外熱成像與信號處理》介紹了紅外熱成像的基本理論和信號處理中的關(guān)鍵技術(shù)。全書共分7章，主要內(nèi)容包括：紅外輻射理論及對外熱成像作用距離的影響分析，非制冷探測器的探測原理及工作偏置對控測器性能的影響分析，紅外圖像的非均勻性校正，圖像增強(qiáng)技術(shù)，基于DSP/FPGA的信號處理電路開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)及紅外熱成像系統(tǒng)的性能評估。
　　《紅外熱成像與信號處理》是根據(jù)在研發(fā)紅外熱成像系統(tǒng)中的遇到的關(guān)鍵問題以及在民用、交通、軍事上的實(shí)際需要編寫的。適用于從事紅外熱成像系統(tǒng)的科研工?人員、工程技術(shù)人員作為參考，也可供國防院校的研究生參考。

書籍目錄

第1章 緒論
　1.1 紅外熱成像系統(tǒng)的發(fā)展概況
　1.1.1 制冷型紅外熱成像技術(shù)
　1.1.2 非制冷紅外熱成像技術(shù)
　1.2 非制冷紅外熱成像技術(shù)發(fā)展優(yōu)勢
　1.3 非制冷紅外熱成像技術(shù)的應(yīng)用前景
　1.4 國內(nèi)外非制冷成像技術(shù)發(fā)展差距與戰(zhàn)略對策
第2章 紅外輻射理論
　2.1 紅外輻射及輻射源
　2.1.1 太陽輻射
　2.1.2 地球紅外輻射
　2.1.3 大氣熱輻射
　2.1.4 人工黑體
　2.1.5 人體熱輻?
　2.2 紅外輻射的基本理論
　2.2.1 透射、反射、吸收定律
　2.2.2 基爾霍夫定律
　2.2.3 普朗克定律
　2.2.4 維恩定律
　2.2.5 斯式藩-玻耳茲曼定律
　2.2.6 紅外輻射源的光普輻射效率
　2.2.7 目標(biāo)與背景的輻射對比度
　2.2.8 光譜微分出射率（熱導(dǎo)數(shù)）
　2.2.9 實(shí)際物體的紅外輻射
　2.2.10 影響物體的發(fā)射率的因素和變化規(guī)律
　2.3 紅外輻射的大氣傳輸特性
　2.3.1 地球的大氣層結(jié)構(gòu)
　2.3.2 地球的大氣成分
　2.4 地球大氣與紅外輻射相互作用
　2.4.1 標(biāo)準(zhǔn)大氣模型
　2.4.2 地球大氣對紅外輻射的消光
　2.4.3 地球大氣對紅外輻射吸收
　2.4.4 地球大氣對紅外輻射的散射
　2.4.5 影響紅外輻射傳播的氣象條件
　2.5 紅外熱像儀的作用距離
第3章 非制冷焦平面陣列探測原理
　3.1 非制冷焦平面探測原理與分類
　3.2 主要熱探測機(jī)制
　3.2.1 電阻型微測輻射熱計(jì)
　3.2.2 熱釋電探測器
　3.2.3 熱電偶探測器
　3.3 重要限制
　3.3.1 溫度波動噪聲限制
　3.3.2 背景波動噪聲限制
　3.4 微測輻射熱計(jì)的偏置效應(yīng)
　3.5 微測輻射熱計(jì)的噪聲
　3.6 典型非制冷紅外焦平面陣列
第4章 紅外圖像處理技術(shù)
　4.1 紅外因像特點(diǎn)
　4.2 紅外圖像的非均勻性校正
　4.2.1 紅外圖像的非均勻性產(chǎn)生機(jī)理
　4.2.2 紅外圖像的非均勻性校正方法
　4.2.3 紅外圖像非均勻性校正算法評估與討論
　4.3 盲元檢測與補(bǔ)償
　4.3.1 盲元檢測
　4.3.2 盲元補(bǔ)償
　4.3.3 盲元檢測與補(bǔ)償算法評估
　4.4 紅外圖像增強(qiáng)
　4.4.1 紅外圖像直方圖
　4.4.2 直方圖均衡
　4.4.3 自適應(yīng)分段線性變換
　4.4.4 離散小波變換紅外圖像增強(qiáng)方法
　4.4.5 圖像增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)
　……
第5章 基于DSP/FPGA的信號處理電路
　5.1 基于DSP/FPGA的信號處理電路總體設(shè)計(jì)
　5.2驅(qū)動電路設(shè)計(jì)
　5.3 TEC溫控電路設(shè)計(jì)
　5.4 A/D數(shù)據(jù)采集電路
　5.5 DSP功能模塊
　5.6 FPGA功能模塊
　5.7 D/A數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換
　5.8 與PC的通信接口
　5.9 其他電路模塊
　5.10 系統(tǒng)調(diào)試
第6章 基于FPGA的信號處理
　6.1 基于FPGA的電路設(shè)計(jì)與工作原理
?6.2 FPGA芯片選擇
　6.3 NiosII處理器
　6.4 NiosII處理器系統(tǒng)功能配置
　6.5 基于NiosII的軟件設(shè)計(jì)
第7章 紅外熱成像系統(tǒng)的質(zhì)量評價(jià)
　7.1 噪聲等效溫差（NETD）
　7.2 最小可分辨溫差（MRTD）
　7.3 調(diào)制傳遞函數(shù)（MTF）
　7.4 信號傳遞函數(shù)（SiTF）
　7.5 光譜傳遞函數(shù)（SPTF）
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　夜視技術(shù)是利用夜間天空輻射對地表景物的照射，或者利用目標(biāo)自身熱輻射，借助科學(xué)儀器觀察可見光波段以外的景物圖像的技術(shù)，其核心技術(shù)為傳感器技術(shù)。夜視技術(shù)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中具有重要地位，裝備夜視器材的武器裝備遍及海陸空作戰(zhàn)平臺，應(yīng)用于大中小型武器系統(tǒng)，因此，掌握先進(jìn)的夜視技術(shù)對于控制戰(zhàn)場形勢具有至關(guān)重要的意義?！　?934年，紅外變像管在德國問世，第一次使人類的非可見光普觀察成為可能。紅外變像管在“第二次世界大戰(zhàn)”和朝鮮戰(zhàn)爭中得到了廣泛應(yīng)用。20世紀(jì)50年代以后，夜視技術(shù)發(fā)展迅速，并逐漸分化為兩個(gè)發(fā)展方向：微光成像技術(shù)和紅外熱熱成像技術(shù)。兩者的主要區(qū)別是，前者利用景物目標(biāo)對夜天空光譜輻射的反射的光譜輻射獲得目標(biāo)圖像，主要工作于0.5um~2.5um的大氣窗口；后者利用目標(biāo)自身發(fā)射的光譜輻射獲得目標(biāo)圖像，主要工作于3um~5um和8um~14um的兩個(gè)窗口。與微光成像技術(shù)相比，紅外熱成像技術(shù)制作工藝復(fù)雜，生產(chǎn)維護(hù)成本高，但在作用距離、圖像質(zhì)量、晝夜共用問題、可應(yīng)用領(lǐng)域等方面具有顯著優(yōu)勢?！　∥鞣桨l(fā)達(dá)國家非常重視紅外熱成像技術(shù)的發(fā)展。冷戰(zhàn)結(jié)束以后，美國進(jìn)行了全球戰(zhàn)略調(diào)整，提出美軍在未來作戰(zhàn)中要具備各種作戰(zhàn)能力，其中前兩種都與紅外熱成像技術(shù)密切相關(guān)，即能將全球監(jiān)視系統(tǒng)和通信系統(tǒng)以及有關(guān)數(shù)據(jù)的合成與處理集中用于某一戰(zhàn)區(qū)，形成信息優(yōu)勢，在全天候條件下能偽裝和突破防線，識別和打擊重要的固定和機(jī)動目標(biāo)。在美國的國家導(dǎo)彈防御計(jì)劃中，紅外探測器技術(shù)是其中一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。目前，西方國家的武器裝備如星、彈、機(jī)、艦、車等無一例外裝備了紅外系統(tǒng)，在預(yù)警探測、情報(bào)偵察、夜視觀瞄、火控制導(dǎo)、精確打擊、電子對抗等領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用。實(shí)際上，紅外技術(shù)已經(jīng)成為一個(gè)國家武器裝備水平的標(biāo)志?！　　?/pre>




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　　《紅外熱成像與信號處理》詳述DSP、FPGA的信號處理電路開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)；講解紅外圖像的非均勻性較正、圖像增強(qiáng)技術(shù)；紅外輻射理論及對紅外熱成像作用距離的影響分；非制冷探測器的探測原理及工作偏置對探測器性能的影響分析。





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