红外融合方法及测试技术研究

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受限于红外成像系统的复杂性和探测器焦平面读出电路制造工艺的局限性,红外成像系统存在动态范围窄、对比度弱的固有缺陷。为了提高成像系统对宽动态范围场景的适应性,利用红外图像融合技术获取高动态范围红外图像成为当下红外成像领域重要的研究内容之一。红外成像技术的发展推动红外测试技术的发展,红外性能参数测试技术的提高对红外成像技术的发展和应用具有重要意义。本文基于中电十一所的中波制冷型红外探测器进行红外融合成像技术的研究,旨在提高红外成像系统的动态范围。通过对红外测试技术的研究与应用,定量分析、评价红外成像系统的性能和成像效果。主要的研究内容如下:1)针对红外图像对比度弱的缺陷,本文提出一种基于邻域条件直方图和Sobel细节增强的改进型CLAHE算法,有效避免了背景区域噪声被过度放大和块效应出现,提升图像对比度和清晰度,丰富图像边缘细节信息。2)针对红外成像动态范围窄的缺陷,提出一种基于权重估计和细节补偿的改进型拉普拉斯金字塔融合算法。采用多尺度融合策略将不同积分时间下的子帧图像融合成一幅高动态范围图像,更好地保留图像的细节信息,有效提高动态范围。3)完成红外成像系统的硬件系统设计和软件平台搭建,完成相关算法的硬件实现。在此基础上对红外测试技术展开研究,并提出红外动态范围评估模型和测试方法。通过测试相关性能参数指标,定量分析、评价本套系统的性能及动态范围成像效果。根据最终输出图像和相关性能参数指标测试结果,验证了本系统能满足高动态范围成像需求。
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