红外图像数据处理方法研究开题报告

中北大学

毕业设计(论文)开题报告

学生姓名：孔祥吉学号：**********

学院、系：信息与通信工程学院电子工程系

专业：测控技术与仪器

设计(论文)题目：红外图像数据处理方法研究

****:**

2011 年 3 月 30 日

毕业设计（论文）开题报告

1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：

文献综述

一、课题的研究背景及意义

红外图像是伴随着红外成像技术的出现而诞生的。红外热成像技术，又称为热成像技术，是一种辐射信息探测技术，红外热成像系统能够把物体表面自然发射的红外辐射分布转变为可见图像。因为不同物体或同一物体的不同部位具有不同的红外辐射特性(如温度和发射率)，所以系统可直观地显示其差异并将它们区分开来，转换成可见图像，从而将人类的视觉感知范围由传统的可见光谱扩展到裸眼看不到的红外辐射光谱区。支撑红外成像技术的理论与技术基础包括红外物理学、光电子学、现代信息处理技术、材料科学、精密光学机械和特种红外工艺等。

由于红外传感器本身固有的特性，红外图像普遍存在着目标与背景对比度较差、边缘模糊等缺点，再加上目标距传感器较远，受到大气热辐射等因素影响，使红外图像信噪比和对比度较低，图像中的目标形状和纹理信息不足。因此必须对红外图像进行增强处理，以提高信噪比和对比度。传统的增强方法都有不同程度的局限性，必须寻找新的处理思想和手段，以能够最大限度地降低红外图像的噪声，突出图像中的有用信息并提高视觉效果。因此，本课题的研究既有一定的理论价值又有相当的实际应用前景。

可见光图像感受和反映的是目标及背景反射来自太阳或其它物体光线强弱的差异，而红外图像感受和反映的是目标与背景自身向外辐射能量的差异，这两者都与构成目标及背景的材料、颜色及表面光亮度有关。由于红外图像和可见光图像存在着上述本质上的差异，这就决定了红外图像与可见光图像具有各自不同的特点。由于红外波段的辐射波长比可见光长，因而红外图像的空间分辨力比可见光低；红外辐射透过雾的能力比可见光强，所以红外成像可以克服部分视觉上的障碍而探测到目标，具有比可见光更强的穿透能力；红外成像系统的主要工作波段是在3-5 um和8-14 um两个被称为红外窗口红外波段，在这两个波段内，红外辐射的透射能力很强，其作用距离是可见光的3-5倍；由于红外成像和可见光成像方式和本质的不同，红外成像系统可以全天候工作，而可见光成像传感器则不能。另外，目标的可见光图像可能受到阴影的影响，而目标的红外图像则受阴影的影响较小。可见光图像传感器利用物体的不同部分对可见光不同的反射成

２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：

2.1课题要研究解决的问题

论文的研究重点是红外图像的视觉效果增强技术，通过对图像增强的方法进行研究和总结，提出了基于单幅图像的红外图像增强方法和基于图像融合的红外图像增强方法。

论文拟解决的关键问题是，如何在去除红外图像噪声的同时，增强图像中的边缘和细节信息，提高图像的视觉效果；针对典型格式如JPEG、TIFF、RAW等的红外图像和视频红外图像，在Matlab环境下完成图像处理方法的研究，提高红外图像的视觉效果。特别是对视频红外图像的处理速度要求大于15帧/s。

2.2实现途径

目前常用的增强技术如果按照增强处理的方法不同，可以分为空间域增强和变换域增强。空间域增强方法对图像的每次操作是对单个像素进行的或者是对小的子图像(模板)进行的。图像的空间域增强主要包括直方图处理、平滑空间滤波和锐化空间滤波等方法。变换域增强是将原定义在图像空间的图像以某种形式转换到变换空间，并利用在变换空间的特有性质进行一定的加工，最后再转换回图像空间以得到所需的效果。如以频率域作为图像变换空间，则图像的变换域增强方法主要包含低通滤波、高通滤波、带阻滤波和同态滤波等。图像空间域和频率域增强方法分类框图如图2.1所示。

图2.1图像空间域增强和频率域增强方法分类

指导教师意见：

指导教师：

年月日所在系审查意见：

系主任：

年月日