红外图像处理技术现状及发展趋势_陈钱
高光谱图像处理技术的前沿技术和发展趋势
高光谱图像处理技术的前沿技术和发展趋势高光谱图像技术是一种利用光学系统获取目标物体在连续波段下的光谱信息的技术，它可以区分不同物体的光谱特征，具有广泛的应用前景。
随着科学技术的不断发展，高光谱图像处理技术在农业、环境监测、医学诊断、遥感侦察等领域发挥着越来越重要的作用。
本文将结合当前的前沿技术和发展趋势，分析高光谱图像处理技术的最新进展，以及未来可能的发展方向。
一、高光谱图像处理技术的前沿技术1. 多波段数据融合技术多波段数据融合技术是高光谱图像处理技术的一项重要技术，它可以将不同波段的光谱特征信息融合在一起，使得图像的分辨率和信息量得到提高。
目前，多波段数据融合技术已经广泛应用于农业、环境监测等领域，有效提高了图像处理的效率和准确性。
2. 深度学习技术在高光谱图像处理中的应用随着深度学习技术的不断发展，其在高光谱图像处理中的应用也越来越广泛。
深度学习技术可以通过训练模型来识别高光谱图像中的目标物体，提高图像处理的自动化程度和准确性。
目前，深度学习技术已经在高光谱图像处理中取得了一定的成果，但仍需要进一步研究和改进。
3. 高光谱图像的超分辨率重建技术高光谱图像的超分辨率重建技术是一种可以通过处理低分辨率图像来获得高分辨率图像的技术，它可以有效提高图像的质量和细节信息。
目前，高光谱图像的超分辨率重建技术已经成为该领域的研究热点之一，取得了一系列的重要进展。
二、高光谱图像处理技术的发展趋势1. 多模态高光谱图像处理技术随着多模态成像技术的发展，多模态高光谱图像处理技术已经成为该领域的发展趋势之一。
多模态高光谱图像可以融合不同成像方式的光谱信息，使得图像的信息量得到进一步提高，适用于更多的应用场景。
红外热像无损检测图像处理研究现状与进展
红外热像无损检测图像处理研究现状与进展来源：《红外技术》引言红外热像（infrared thermography）是目前运用非常广泛的一种快速高效的无损检测技术，通过外部施加的热或冷激励使被测物体内的异性结构以表面温度场变化的差异形式表现出来，从而达到缺陷部位的定性和定量分析。
其成像原理是利用红外探测仪将接受到的被测物体的红外辐射映射成灰度值，再转化为可视温度分布图（红外热像图）。
最早在二战末期应用于军事侦察领域，因其本身具有快速高效、无需停运、无需取样、可进行无污染、非接触、大面积检测、以及其直观成像等优点，而被作为复合材料的无损检测技术应用于工业领域，如航空航天、机械、油气、建筑等领域。
1 、红外热像技术的发展现状自20世纪以来，红外热像技术得到快速发展。
20世纪90年代，美国无损检测协会和材料试验协会针对红外热成像技术指定了相应标准，并在无损检测手册红外与热检测分册中描述了基于红外热像的无损检测技术在各个领域的运用。
目前美国、俄罗斯、法国、德国、加拿大、澳大利亚等国已将红外热像技术广泛运用于航空航天复合材料构件内部缺陷及胶接质量的检测、蒙皮铆接质量检测等。
近年来，红外热像技术与智能手机、无人机等设备充分结合，并在各个领域广泛使用，如美国的Fluke和FLIR、德国Testo、国内武汉高德、浙江大立等企业。
国内的红外热像检测技术比欧美、俄罗斯等发达国家起步较晚，但经过十几年的发展，目前也取得较为显著的成果。
中国特种设备研究院和武汉工程大学将红外热像技术运用于压力设备缺陷检验，取得了一系列显著的成果。
西南交通大学、昆明物理研究所、北京航空材料研究院、北京理工大学、西北工业大学等将红外热像技术运用于航空航天夹层结构件的缺陷检测，取得了有效进展。
在石油化工领域，各位学者将红外热像技术用于高温高压容器和管道的缺陷、保温层破损、以及内部液体流动情况的检测，也取得了许多成果。
2 、红外图像预处理红外技术应用的核心工作在于图像的处理及利用，不仅在无损检测领域，在军事监测、人脸识别等领域的应用更加重要。
2024年红外技术市场前景分析
2024年红外技术市场前景分析引言红外技术作为一种无线电波技术，已经广泛应用于军事、安防、医疗、工业等领域。
随着科技的不断进步和市场需求的增加，红外技术市场正呈现出蓬勃发展的前景。
本文旨在对红外技术市场前景进行分析，探讨其市场规模、应用领域以及发展趋势。
市场规模根据市场研究机构的数据，红外技术市场规模在过去几年持续增长。
预计到2025年，全球红外技术市场规模将达到数十亿美元。
这一巨大的市场规模主要得益于红外技术在安防领域的广泛应用，例如夜视仪、红外相机等。
同时，红外技术在军事、医疗、工业等领域的应用也在不断拓展。
应用领域安防领域红外技术在安防领域有着广泛的应用。
夜视仪是其中最常见的应用之一，可以通过红外传感器捕捉到人眼无法察觉的红外光，以增强暗光环境下的监控能力。
此外，红外相机也被广泛应用于安防摄像领域，通过红外热成像技术可以实现对目标温度的检测和识别。
军事领域红外技术在军事领域的应用也非常重要。
红外导引系统可以用于导弹、飞机和舰船等军事装备中，通过红外成像技术实现目标的锁定和跟踪。
此外，红外探测器也可以用于监测敌方目标的热量辐射，实现情报收集和目标识别。
医疗领域红外技术在医疗领域的应用主要集中在体温检测和红外医学成像等方面。
特别是在疫情防控中，红外体温检测仪成为了一种非接触式测温手段，为大规模人群的体温监测提供了便利。
此外，红外医学成像技术也可以用于观察人体内部的温度分布，帮助医生诊断一些疾病。
工业领域在工业领域，红外技术可以应用于热成像检测、物体计数、液位测量等方面。
通过红外热成像技术，可以在设备运行过程中及时发现异常热源，预防潜在的故障。
此外，红外物体计数器也可以通过对红外光信号的检测，实现对物体的计数和监控。
发展趋势红外技术市场未来的发展将会受到多个因素的影响。
首先，随着传感器技术的不断进步，红外探测器的灵敏度和分辨率将得到提高，为红外技术的应用拓展提供更多可能。
其次，随着人工智能和大数据技术的发展，红外技术与其他领域的融合将会加速，形成更加智能化的应用场景。
红外检测发展现状及未来趋势分析
红外检测发展现状及未来趋势分析引言：红外检测是一种基于红外辐射原理的非接触式检测技术，已经广泛应用于军事、医学、工业、安防等领域。
本文通过分析红外检测的现状及未来趋势，将对该技术的发展做出预测。
一、红外检测的现状1. 红外检测技术的应用领域红外检测技术已在军事领域得到广泛应用，包括导弹制导、夜视设备、无人机目标识别等。
同时，医学领域也使用红外检测技术进行疾病诊断，如乳腺癌早期诊断、体温检测等。
此外，工业应用上的红外检测主要用于辐射计算、材料表征、热成像等。
2. 红外检测技术的发展瓶颈尽管红外检测技术在多个领域表现出良好的应用前景，但仍面临一些挑战。
例如，高分辨率红外成像系统的制造成本较高，导致其在大规模工业应用中存在一定局限性。
另外，红外图像去噪和图像增强算法仍需要进一步改进，以提高图像质量和准确性。
3. 红外检测技术的发展趋势红外检测技术未来的发展趋势将主要聚焦于以下几个方面：- 制造成本下降：随着红外检测技术的进一步发展，制造成本预计将逐渐降低，从而推动该技术在广泛领域的应用。
- 分辨率改进：随着红外检测传感器的不断改进，高分辨率红外图像的产生将成为可能，提高图像质量和清晰度。
- 数据处理技术的突破：通过改进红外图像处理算法和人工智能技术，能够进一步提高红外图像分析的准确性和效率。
- 模块化设计：红外检测设备的模块化设计将使其更加灵活和易于维护，降低维修成本。
二、红外检测的未来趋势1. 军事应用领域红外检测技术在军事领域的应用将进一步扩展。
高分辨率红外传感器的发展将为导弹制导、目标识别等提供更精准的数据。
此外，隐形技术也将得到进一步的提升，使得军事装备的隐蔽性能得到增强。
2. 医学应用领域红外检测技术在医学领域的应用将更加广泛。
随着红外成像设备的进一步普及，乳腺癌早期检测等疾病预防工作将变得更加容易。
同时，红外热成像技术在病理诊断中的应用也将得到加强。
3. 工业应用领域红外检测技术在工业领域的应用前景广阔。
红外产业的发展趋势
红外产业的发展趋势红外产业的发展趋势摘要：红外产业是近年来发展迅猛的新兴产业之一，具有广泛的应用领域和市场潜力。
本文从技术发展、市场需求和政策扶持三个方面，分析了红外产业的发展趋势。
一、技术发展1. 多波段红外技术：传统红外技术主要在波段上有限，多波段红外技术的发展使红外图像的分辨率和检测能力得到大幅度提升，能够更细致地观察和分析目标，广泛应用于军事侦查、安防监控等领域。
2. 高温红外技术：高温红外技术在工业制造中有着重要的应用，能够对高温环境进行精确监测和控制，帮助企业提高生产效率和产品质量。
3. 红外探测器技术：红外探测器是红外产品的核心部件之一，其性能的提升对整个产业的发展至关重要。
未来，红外探测器的发展趋势主要包括高灵敏度、低噪声、宽波段和低功耗等方面。
4. 光电集成技术：光电集成技术是将光学器件和电子器件进行集成，实现产品功能的多样化和性能的优化。
红外产业中，光电集成技术的应用广泛，未来发展趋势主要包括微纳加工技术、微型化和集成化等方面。
二、市场需求1. 安防监控市场：随着社会安全意识的提高和安防监控需求的增加，红外技术在安防领域的应用越来越广泛。
未来，随着国家政策的支持和技术的进一步发展，红外监控产品的市场规模将进一步扩大。
2. 工业检测市场：工业制造领域对高温、高压、有毒等环境的检测需求非常迫切，红外技术能够在这些环境中实现高精度、高效率的检测，未来工业检测市场将成为红外产业的重要增长点。
3. 医疗健康市场：红外技术在医疗领域的应用主要包括医学影像、体温检测等。
未来，随着全球人口老龄化和健康意识的提高，医疗健康市场将成为红外产业发展的重要推动力。
4. 军事侦查市场：军事侦查是红外技术最早应用的领域之一，未来随着军事现代化的推进和军事需求的增加，红外技术在军事侦查领域的应用将越来越广泛。
三、政策扶持1. 技术研发支持：政府鼓励企事业单位加大对红外技术的研发投入，提供政策和财政支持，以促进红外技术的突破和创新。
2013年的中国红外技术_中_
2013年的中国红外技术（中）王忆锋（昆明物理研究所，云南昆明 650223）摘要：红外技术是一项典型的军民两用技术。
2013年，国内研究人员发表了大量与红外技术相关的论文。
以在军事上的应用或潜在应用为选择依据，对2013年国内学术期刊发表的与红外技术有关的699篇论文进行了归纳梳理和简要评述。
这些论文内容涵盖探测器、光学系统、信号处理技术、制冷技术、红外导弹导引头、红外对抗、目标红外辐射特性、红外大气传输特性、红外场景仿真等各领域。
从中可以看出近年来国内红外技术研究的发展趋势和状态。
关键词：红外技术；红外探测器；红外光学系统；红外导引头；红外对抗中图分类号：TN21 文献标识码：A 文章编号：1001-8891(2014)02-0089-13The Infrared Technology of China in 2013 ⅡWANG Yi-feng(Kunming Institute of Physics, Kunming 650223, China)Abstract：Infrared technology is a kind of typical military/civilian dual-use technology. In 2013, the domestic researchers published numerous infrared technology related papers. For the application or potential application in military as the selection rule, this paper summarizes 699 papers associated with infrared technology and published on the domestic academic journals in the 2013 period, and presents a brief overview of them. The thesis covers various fields such as detector, optical system, signal processing technology, including detectors, optical system, signal processing, cooler techniques, infrared missile seekers, infrared countermeasures, infrared radiation characteristics of target, infrared characteristics of atmospheric transmission, infrared scene simulation and etc. The development trends and status of domestic infrared technology in recent years can be seen from these papers.Key words：infrared technology，infrared detector，infrared optical system，infrared seeker，infrared countmeasure（接上期）4 信号处理技术4.1 读出电路数字化是近年FPA的发展趋势之一[4-5]。
南京理工大学-《学科前沿系列讲座》100分论文-陈钱教授
南京理工大学《学科前沿系列讲座》结课论文基于人眼注视眼动特性的高分辨率成像方案2014-1-14该成像方案核心思想是：采用人眼视网膜的注视眼动模式，将视场内目标的空间位置信息转化为高精度的时间信息，并进行时域数据处理和超分辨率图像重建，从而达到数十倍地提高红外图像空间分辨率的目的。
摘要本文通过分析人眼视网膜注视眼动特性研究现状、国内红外微扫描成像方法研究现状、传统红外微扫描方法提高分辨率受限的三大相关领域研究现状，提出创新高分辨率扫描方案迫在眉睫，且基于人眼注视眼动特性的高分辨率成像方案具有可行性。
后文依次介绍人眼视网膜的注视眼动特性、人眼视网膜注视眼动模式下的空域-时域信息转换理论、时域数据处理方法及超分辨率图像重建算法叙述了基于人眼注视眼动特性的高分辨率成像方案的原理。
本文为《学科前沿系列讲座》结课论文，附文为《学科前沿系列讲座》课程感悟。
关键字注视眼动特性高分辨率成像研究现状成像原理课程感悟目录摘要 (2)目录 (3)1 引言 (4)2 相关领域研究现状 (4)2.1人眼视网膜注视眼动特性研究现状 (4)2.2国内红外微扫描成像方法研究现状 (5)2.3传统红外微扫描方法提高分辨率受限 (5)3 基于人眼注视眼动特性的高分辨率成像方案创新之处 (6)4基于人眼注视眼动特性的高分辨率成像方案核心思想 (6)5 基于人眼注视眼动特性的高分辨率成像方案原理 (6)5.1综述 (6)5.2人眼视网膜的注视眼动特性 (7)5.3人眼视网膜注视眼动模式下的空域-时域信息转换理论 (7)5.4 人眼视网膜注视眼动模式下的时域数据处理方法 (9)5.5人眼视网膜注视眼动模式下的超分辨率图像重建算法 (10)致谢 (11)参考文献 (12)《学科前沿系列讲座》课程感悟 (14)1 引言红外成像具有能全天候工作、隐蔽性好、抗干扰能力强等优点，自问世以来就受到各国军事和民用部门的高度关注，成为现代战场和生产、生活中不可或缺的探测手段。
先进夜视成像技术发展探讨
先进夜视成像技术发展探讨夜视成像技术是在低照度条件下，将不可见辐射加以转换或将微弱的夜天光进行增强，以实现人眼夜间隐蔽观察的一种成像技术，在夜间侦查瞄准、辅助驾驶、导航制导等现代军事应用中发挥着重要作用。
为了确保“单向透明”，充分发挥“拥有黑夜”的技术优势，世界军事强国都投入大量人力、物力开展先进夜视成像技术研究，使夜视装备性能得以迅速发展。
夜视装备战术性能的提升主要依赖于核心夜视器件和信号处理技术的进步和发展，探测灵敏度（光通量）和空间分辨率（像元大小）是夜视装备的核心指标，且又相互制约。
高灵敏度和高分辨率夜视成像一直是夜视技术发展所面临的重要挑战。
未来先进夜视技术的发展趋势应该是基于光电转换的光强直接成像与基于计算成像的信号反演成像二者的相辅相成，即“光强直接成像”+“信号反演成像”。
据麦姆斯咨询报道，近期，南京理工大学电子工程与光电技术学院陈钱教授在《红外与激光工程》期刊上发表了以“先进夜视成像技术发展探讨”为主题的综述文章。
陈钱教授主要从事光电成像与信息处理等方面的研究工作。
先进夜视成像装备的发展历程这项研究概要地介绍了夜视成像技术当前的进展与所面临的挑战，并对未来先进夜视成像技术的发展趋势——基于光电转换的光强直接成像与基于计算成像的信号反演成像分别进行了探讨与展望。
传统夜视成像技术基于光强直接探测机理、探测器像素和目标场景之间通过建立一一对应关系来获取图像。
探测器是传统夜视成像技术的核心。
微光夜视技术利用光电效应将微弱光转换成光电子进行放大增强，实现夜间低照度条件下目标反射强度的探测，其核心器件是图像增强器。
提升夜视探测灵敏度的核心技术是光电子倍增技术，通过提高电荷倍增增益抑制输出噪声，从而提高信噪比。
图像增强器主要分真空像增强器和固态像增强器，前者主要基于外光电效应，即金属阴极表面在能力超过“红限”的辐照作用下，吸收光子并激发出自由光电子的效应。
后者主要基于内光电效应，即光照射到半导体表面时，内部电子吸收光子能量激发载流子，从而使其导电性能改变的效应。
光学成像技术的发展现状与前景展望
光学成像技术的发展现状与前景展望自光学成像技术诞生以来，随着科技的快速发展，它的应用范围也在不断拓展。
如今，光学成像技术已被广泛应用于医学、工业、军事等领域，发挥着重要的作用。
本文将探讨光学成像技术的现状和未来发展方向。
一、光学成像技术的现状1.可见光成像技术可见光成像技术是最常见也是最成熟的一种光学成像技术，它是通过物体反射、散射、透过的光线形成的图像进行成像的。
这种技术被广泛应用于数码相机、智能手机、监控等领域，其中传感器技术和后处理算法是该技术的两大关键因素。
2.红外成像技术红外成像技术是指利用物体辐射出的红外光信号进行成像的技术。
相比于可见光成像技术，红外成像技术在深度、极端环境以及隐蔽目标探测方面有着更强的应用优势。
红外成像技术被广泛应用于夜视、安防监控、医学、军事等领域，其发展前景广阔。
3.超分辨率成像技术超分辨率成像技术是指通过算法将低分辨率图像转换为高分辨率图像的一种技术。
它在图像处理、机器视觉等领域有着广泛的应用，对于航空、军事等领域的设备也有着较高的需求。
二、光学成像技术的未来发展方向1.深度学习和人工智能随着深度学习和人工智能的快速发展，它们已经逐渐融入到了光学成像技术中。
利用深度学习和人工智能算法处理图像数据，可以获得更加精准、高效的成像效果。
在未来，随着人工智能算法的不断优化和完善，这种技术将更加广泛地应用于医学、机器视觉、安防等领域。
2.超材料和纳米技术超材料和纳米技术的发展为光学成像技术的发展提供了新的突破口。
通过超材料和纳米技术的应用，可以进一步实现光学成像技术的超分辨率、高效率、高精度、高分辨率等方向的发展。
这种技术在生物医学、电子信息、光纤通信等领域具有较为广阔的应用前景。
3.光子学光子学是指利用光子进行信息传输和图像处理的一种技术。
通过光子学技术，可以实现高速度、高精度、高效率的图像处理和数据传输。
未来，该技术在通信、医学成像、遥感等诸多领域都有较大的发展空间。
2024年红外热成像市场发展现状
2024年红外热成像市场发展现状摘要近年来，红外热成像技术的发展迅猛，为各行业带来了许多新的应用和商机。
本文将介绍红外热成像技术的原理和应用领域，分析红外热成像市场的发展现状，并展望未来的趋势。
1. 引言红外热成像技术是利用物体发射的红外辐射进行成像的技术，具有非接触、实时、高分辨率等特点。
随着红外热成像技术的不断进步和应用场景的扩大，红外热成像市场呈现出高速增长的态势。
2. 红外热成像技术原理红外热成像技术利用物体发出的红外辐射进行成像，其原理是基于物体的温度差异。
红外热成像相机接收到物体发出的红外辐射后，通过红外探测器转换为电信号，再经过信号处理和图像重构，最终形成红外热成像图像。
红外热成像技术可以实现对温度场的无损检测，对于许多行业具有重要意义。
3. 红外热成像技术的应用领域红外热成像技术在各行各业都有广泛的应用。
以下是几个主要应用领域的介绍：3.1 工业领域在工业领域，红外热成像技术可以用于设备的故障诊断和预防性维护。
通过对设备的热图进行分析，可以及早发现潜在的故障，并采取相应的措施，以提高设备的可靠性和安全性。
3.2 建筑领域在建筑领域，红外热成像技术可以用于建筑物的能源评估和热桥检测。
通过对建筑物表面的温度分布进行监测和分析，可以找到能源浪费的问题，并采取相应的节能措施。
3.3 医疗领域在医疗领域，红外热成像技术可以用于体温检测、病人监护和疾病诊断。
通过对人体的红外热像进行分析，可以及时发现体温异常、疾病病灶等问题，为医生提供诊断依据。
3.4 安防领域在安防领域，红外热成像技术可以用于夜视和目标探测。
红外热成像相机可以在低光环境下工作，并通过对目标的红外辐射进行监测和分析，发现潜在的威胁。
4. 2024年红外热成像市场发展现状随着红外热成像技术的不断成熟和应用领域的扩大，红外热成像市场呈现出快速增长的趋势。
以下是红外热成像市场的一些发展现状：4.1 市场规模红外热成像市场在全球范围内呈现出快速增长的态势。
数字图像处理技术在红外图像矫正中的应用
数字图像处理技术在红外图像矫正中的应用随着科技不断发展，图像处理技术在各个领域得到了广泛应用。
其中，红外图像处理的应用越来越受到人们的关注。
红外图像具有独特的特点，但是也常常因为各种因素而存在一定的畸变，这时候数字图像处理技术就能够派上用场。
本文将探讨数字图像处理技术在红外图像矫正中的应用。
一、红外图像矫正技术的研究背景红外成像技术是一种现代高科技技术，被广泛应用于军事、医疗、环保等领域。
红外图像比普通图像更加清晰、详细，可以捕捉到普通图像所不能捕捉到的图像信息。
红外图像的矫正技术是一门比较成熟的技术，主要用于对红外图像中出现的各种畸变进行矫正，提高图像质量。
二、针对红外图像中的各种畸变，数字图像处理技术可以派上用场。
具体来说，数字图像处理技术主要应用于以下几个方面：1. 红外图像去噪红外图像因为成像时的种种因素，常常会伴随着一些噪声。
这些噪声会对图像的质量产生一定的影响。
因此，去噪是红外图像处理的一个非常重要的环节。
数字图像处理技术可以通过滤波、傅里叶变换等技术对红外图像进行去噪操作，对图像的质量进行提高。
2. 红外图像增强在实际应用中，红外图像往往存在着一些细节模糊、对比度较低等问题。
这些问题需要通过图像增强技术进行解决。
数字图像处理技术可以进行直方图均衡、Helmholtz分解、小波变换等技术对红外图像进行增强。
3. 红外图像配准红外图像也常常存在着配准问题，这时候数字图像处理技术也能够发挥作用。
数字图像处理技术可以通过匹配两个或多个不同红外成像系统获取的图像数据，将它们插值成一个一致的参考空间，使它们能够进行互相对照。
4. 红外图像复原红外图像复原是数字图像处理技术的重要应用之一。
它的目的是通过数学计算、算法的计算弥补由传感系统和环境等因素引起的失真。
在红外图像的复原过程中，数字图像处理技术可以通过傅里叶变换、小波变换等技术对图像进行复原。
三、数字图像处理技术在红外图像矫正中的应用案例1. 数字图像处理在红外图像去噪方面的应用针对红外图像中的噪声问题，研究人员通过小波阈值法、自适应样条差值等数字图像处理技术，可以有效地降低图像的噪声，并可在边缘和纹理等信息中保持较好的细节，从而提高图像质量。
图像处理技术的研究现状和发展趋势
图像处理技术的研究现状和发展趋势庄振帅数字图像处理又称为计算机图像处理，它是指将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程。
数字图像处理最早出现于20世纪50年代，当时的电子计算机已经发展到一定水平，人们开始利用计算机来处理图形和图像信息。
数字图像处理作为一门学科大约形成于20世纪60年代初期。
早期的图像处理的目的是改善图像的质量，它以人为对象，以改善人的视觉效果为目的。
图像处理中，输入的是质量低的图像，输出的是改善质量后的图像，常用的图像处理方法有图像增强、复原、编码、压缩等。
首次获得实际成功应用的是美国喷气推进实验室（JPL）。
他们对航天探测器徘徊者7号在1964年发回的几千张月球照片使用了图像处理技术，如几何校正、灰度变换、去除噪声等方法进行处理，并考虑了太阳位置和月球环境的影响，由计算机成功地绘制出月球表面地图，获得了巨大的成功。
随后又对探测飞船发回的近十万张照片进行更为复杂的图像处理，以致获得了月球的地形图、彩色图及全景镶嵌图，获得了非凡的成果，为人类登月创举奠定了坚实的基础，也推动了数字图像处理这门学科的诞生。
在以后的宇航空间技术，如对火星、土星等星球的探测研究中，数字图像处理都发挥了巨大的作用。
数字图像处理取得的另一个巨大成就是在医学上获得的成果。
1972年英国EMI公司工程师Housfield发明了用于头颅诊断的X射线计算机断层摄影装置，也就是我们通常所说的CT（Computer Tomograph）。
CT的基本方法是根据人的头部截面的投影，经计算机处理来重建截面图像，称为图像重建。
1975年EMI公司又成功研制出全身用的CT装置，获得了人体各个部位鲜明清晰的断层图像。
1979年，这项无损伤诊断技术获得了诺贝尔奖，说明它对人类作出了划时代的贡献。
与此同时，图像处理技术在许多应用领域受到广泛重视并取得了重大的开拓性成就，属于这些领域的有航空航天、生物医学过程、工业检测、机器人视觉、公安司法、军事制导、文化艺术等，使图像处理成为一门引人注目、前景远大的新型学科。
红外技术的发展现状与发展趋势
红外技术的发展现状与发展趋势第一部分红外技术的发展及主要应用领域红外技术的发展1800年，英国天文学家F.W.赫歇耳利用水银温度计来研究太阳光的能量分布发现了红外辐射，从那时起，人们就致力于研究各种红外探测器以便更好地研究和探测红外辐射。
在红外探测器发展中，以下事件具有重要意义：上世纪70年代，热成像系统和电荷耦合器件被成功地应用。
上世纪末以焦面阵列（FPA）为代表的红外器件被成功地应用。
红外技术的核心是红外探测器。
红外探测器单元红外探测器：如InSb（锑化铟）、HgCdTe（碲镉汞）、非本征硅，以及热电等探测器。
线列：以60元、120元、180 元和256元等，可以拼接到1024元甚至更多元。
4N系列扫描型焦平面阵列：如211所的研制生产的4x288。
凝视型焦平面阵列(IRFPA) ：致冷型256x256、320x240、384x288，更大规模的如640x512，1024×1024和1280×720元阵列也已有了；非致冷型160×120、320x240已广泛应用于各个行业中，384x288、640x480也已开始应用。
红外探测器按其特点可分为四代：第一代（1970s－80s）：主要是以单元、多元器件进行光机串/并扫描成像；第二代（1990s－2000s）：是以4x288为代表的扫描型焦平面；第三代：凝视型焦平面；第四代：目前正在发展的以大面阵、高分辨率、多波段、智能灵巧型为主要特点的系统芯片，具有高性能数字信号处理功能，甚至具备单片多波段探测与识别能力。
目前非制冷焦平面探测器的主流技术为热敏电阻式微辐射热计，根据使用的热敏电阻材料的不同可以分为氧化钒探测器和非晶硅探测器两种。
非制冷焦平面阵列探测器的发展，其性能可以满足部分的军事用途和几乎所有的民用领域，真正实现了小型化、低价格和高可靠性，成为红外探测成像领域中极具前途和市场潜力的发展方向。
氧化钒技术由美国的Honeywell公司在九十年代初研发成功，目前其专利授权BAE、L-3/IR、FLIR-INDIGO、DRS、以及日本NEC、以色列SCD等几家公司生产。
一种基于恒定统计的红外图像非均匀性校正算法
一种基于恒定统计的红外图像非均匀性校正算法孟思岐;任侃;路东明;顾国华;陈钱【摘要】For infrared focal-plane array imaging system,scene-based non-uniformity correction is key technique to deal with fixed patternnoise.Existing algorithms are mainly restricted by convergence speed and ghosting artifacts.In this paper,a novel adaptive scene-based non-uniformity correction technique is presented,which is based on constant-statistics method (CS).Utilizing temporal statistics of infrared image sequences,the proposed method applies an alphatrimmed mean filter to estimate detector parameters and minimize sample asymptotic variance estimate.Performance of proposed technique is evaluated by simulation and real non-uniformity image.Experimental results show the proposed method inherits characteristics of fast convergence of CS method and increases peak signal to noise ratio by 44.5％ and 32.9％ respectively,and image ghost problem is improved obviously.%对红外焦平面阵列成像系统而言,基于场景的非均匀校正技术是处理固定图案噪声的关键技术.现有的非均匀校正算法主要被收敛速度和鬼像问题所限制.提出一种新的基于恒定统计算法的自适应场景非均匀校正技术.利用红外图像序列的时域统计信息结合提出的α修正均值滤波来估计探测器的参数,通过减少样本的渐进方差估计,完成成像系统的非均匀性校正.通过模拟和真实的非均匀性图像对算法的性能进行评价.实验结果表明,在继承恒定统计算法快速收敛的同时,图像峰值信噪比较恒定校正法及常系数α校正算法分别有44.5％和32.9％的提升,图像鬼像问题有明显改善.【期刊名称】《应用光学》【年(卷),期】2017(038)002【总页数】5页(P304-308)【关键词】红外焦平面阵列;非均匀性校正;恒定统计;修正均值滤波【作者】孟思岐;任侃;路东明;顾国华;陈钱【作者单位】南京理工大学电子工程与光电技术学院,江苏南京 210094;南京理工大学电子工程与光电技术学院,江苏南京 210094;南京理工大学电子工程与光电技术学院,江苏南京 210094;南京理工大学电子工程与光电技术学院,江苏南京210094;南京理工大学电子工程与光电技术学院,江苏南京 210094【正文语种】中文【中图分类】TN216由于红外焦平面阵列具有高分辨率、高帧频以及良好的探测能力，故而迅速成为红外成像技术的主流设备。
基于深度学习的红外图像目标检测算法研究
基于深度学习的红外图像目标检测算法研究随着深度学习技术的不断进步和发展，其在计算机视觉领域的应用也越来越广泛。
其中，基于深度学习的红外图像目标检测算法也在近几年迅速发展，并在各种实际应用中展现出了非常出色的效果。
本文将深入探讨基于深度学习的红外图像目标检测算法的研究现状、技术原理、应用前景等相关问题。
一、研究现状在深度学习技术的不断推动下，基于深度学习的红外图像目标检测算法也取得了不少进展。
其中，目前最常用的深度学习模型包括卷积神经网络（Convolutional Neural Networks，CNN）、循环神经网络（Recurrent Neural Networks，RNN）和使用多模态数据的联合深度学习模型（Joint Deep Learning Model）。
其中，卷积神经网络在红外图像目标检测中应用最为广泛，也取得了非常优秀的效果。
在红外图像目标检测中，深度学习算法的应用主要有以下几个方面。
首先，采用深度学习算法对红外图像进行预处理，可以有效地提高图像的质量和分辨率，从而更好地进行后续的目标检测任务。
其次，深度学习算法可以对红外图像中的目标进行分类和识别，实现自动化的检测任务。
此外，深度学习算法还可以对目标进行跟踪和追踪，实现目标在大范围内的准确定位和追踪。
二、技术原理在基于深度学习的红外图像目标检测中，卷积神经网络是最常用的模型。
其基本原理是通过一系列的卷积层、池化层、全连接层等网络层次，将输入图像进行特征提取和转换，最终输出目标的概率和位置信息。
具体来说，卷积层可以对图像进行特征提取和压缩，池化层可以对特征进行降维和抽象，全连接层可以对特征进行分类和回归。
这些网络层次之间的组合和拼接，可以实现高效准确的目标检测任务。
此外，当前流行的基于深度学习的目标检测算法通常还采用了一些优化技术，如非极大值抑制（Non-Maximum Suppression，NMS）、快速多尺度检测（Speedup Multi-scale Detection，SMD）和多标签平滑（Multi-Label Smoothing，MLS）等。
红外热成像技术的应用与发展趋势分析
红外热成像技术的应用与发展趋势分析红外热成像技术已经被广泛应用于工业、医疗、科学等领域，其原理是通过检测物体表面散发的红外辐射来获取对物体表面温度的图像反映。
在未来，红外热成像技术的应用和发展趋势将进一步扩展，为更多的领域提供实时的温度检测和监测。
一、红外热成像技术在工业中的应用在工业生产过程中，红外热成像技术可以用于检测和监测设备的运行情况，从而及时发现和处理异常情况。
在汽车、电子、航空、军事、建筑等领域中，红外热成像技术也可以用于测量物体表面温度的分布，确定机械部件和器件的故障和缺陷，避免机械故障的发生。
在电子工业中，红外热成像技术可以用于电路板和元器件的缺陷检测，发现散热问题、电路板连接问题等，从而加快和提高生产效率。
在建筑工程中，红外热成像技术可以用于建筑物的断热性能和渗漏问题的检测，节约建筑能源，降低建筑物体的维护成本。
二、红外热成像技术在医疗方面的应用在医疗科学中，红外热成像技术可以用于鉴定人体疾病，如肿瘤、血管疾病、风湿病等。
其原理是通过测定人体不同组织的温度差异来实现。
红外热成像技术可以提供快速、无伤害、非侵入性的方法，以取代常规检查和诊断方法，为医疗科学带来一定的改革性发展。
三、未来红外热成像技术的应用和发展趋势随着现代科技的快速发展，红外热成像技术在应用和发展上也会不断创新。
未来，红外热成像技术的应用和发展趋势可以从以下几个方面进行分析：1、智能家居领域将成为红外热成像技术的重要应用领域。
未来，随着5G和物联网技术的普及，智能家居将被赋予更多的功能，同时也需要更好、更精确的温度检测和控制。
红外热成像技术在智能家居中将发挥越来越重要的作用。
2、随着人工智能技术的发展，红外热成像技术也将与之结合，实现更广泛和精准的应用。
在人工智能领域中，红外热成像技术可以用于人脸识别、情绪侦测等领域，从而改善和提高人类生活质量。
3、在环保领域中，红外热成像技术可以用于检测环境污染和生态系统的变化，成为人们更好的了解环境的一种工具。
红外图像发展现状及未来趋势分析
红外图像发展现状及未来趋势分析引言：红外图像技术是一种通过探测红外辐射来捕获和呈现物体表面温度分布的技术。
自20世纪60年代以来，红外图像技术在军事、航空航天、工业和医疗等领域得到了广泛的应用。
本文将对红外图像技术的发展现状进行分析，并探讨其未来的趋势。
红外图像技术的发展现状：红外图像技术在军事领域的使用已经达到了相当高的水平。
红外热成像相机和夜视仪已经成为现代军事中的重要装备，可用于目标探测、侦察和导航等应用。
在工业领域，红外图像技术被广泛应用于故障诊断、质量控制和能源管理等方面。
此外，红外图像技术还在监测和预警系统、消防安全和医疗诊断等领域发挥重要作用。
未来趋势：1. 分辨率的提高：随着红外探测器技术的不断发展，红外图像的分辨率将得到显著提高。
目前，红外探测器的分辨率已经达到亚像素级别，未来有望进一步提高到纳米级别，这将极大地提高红外图像的细节表现力和应用范围。
2. 多光谱红外图像技术的应用：多光谱红外图像技术可以通过捕捉不同波段的红外辐射来提供更丰富的信息。
将多光谱红外图像技术应用于军事侦察、气象预测和环境监测等领域，可以提高图像的识别能力和应用的多样性。
3. 红外图像处理算法的改进：随着人工智能和深度学习算法的兴起，红外图像处理算法也将得到进一步改进。
通过训练模型识别红外图像中的目标，可以提高图像的自动化处理能力和目标检测的准确性。
4. 红外图像与其他传感技术的融合：将红外图像技术与其他传感技术（如雷达、激光雷达等）进行融合，可以提高目标探测和跟踪的能力。
例如，通过红外图像和激光雷达相结合，可以实现精确的障碍物识别和高精度导航。
5. 红外图像设备的小型化和便携化：随着红外探测器技术的进步，红外图像设备将变得越来越小巧轻便。
这将使得红外图像技术可以广泛应用于便携设备、无人机和机器人等领域，为人们提供更便利的红外图像应用。
结论：红外图像技术作为一种重要的无接触式测温和目标探测技术，在军事、工业和医疗领域发挥了重要作用。
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(1)
式中：aij 是各像元的增益系数，bij 是各像元的偏 移系数。 该模型假设红外焦平面阵列探测器响应电 信号 Vij 是黑体或场景红外辐射温度 Tb 的一元线性 函数关系，而且，响应是不随时间变化的。在稳定 的使用环境和较窄的场景红外辐射温度范围情况
Vij Vij
基于定标的校正法主要有如下优点： 1） 两点校正法的计算量很小， 每个像元的校正 只需要一次加法运算和一次乘法运算即可实现。 2） 由于计算量小， 因此两点校正法可以用硬件 实时实现，从而实现红外焦平面阵列探测器成像非 均匀性的实时校正。 3）对需要校正的目标图像无任何要求。 但也存在如下缺点： 1） 由于探测器单元响应的非线性， 系统工作偏 离校正定标点时，校正精度变差。 2） 由于探测器单元响应特性随时间漂移， 系统 工作一段时间后，校正效果有可能变差，需要重新 定标。 3） 如果系统的非线性比较严重或者系统对非均 匀性校正要求特别高时，两点校正法将无法满足应 用需求。 为解决基于定标的非均匀性校正方法的缺陷， 基于场景的非均匀性校正方法正得到快速发展。
红 外 技 术 Infrared Technology
Vol.35 No.6 June 2013
低和灰度范围窄的问题开展了数字细节增强等相关 技术研究。本论文将综述上述技术的研究进展，分 析红外图像处理技术的发展前景。
下， 做这样的近似简化可以减少计算量和系统的复 杂性[5-7]。具体的校正示意图如图 2 所示。
Fig.2 Diagram of non-uniformity correction
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陈
钱： 红外图像处理技术现状及发展趋势
Vol.35 No. 6 June 2013
基于场景的非均匀性校正技术 所谓基于场景的非均匀性校正技术是指，红外 图像的非均匀性校正参数通过场景获得，而非通过 黑体的定标获得。基于场景的方法能够对校正参数 进行自适应更新， 因此其可以随时校正发生漂移的 红外图像，具有比基于定标法更好的校正效果。自 从基于场景校正这一概念出现以来， 国外学者便给 予了高度关注， 并取得了大量的研究成果与一批良 好的校正算法。总的来说，这些算法都是通过两大 类途径实现的。一类是基于统计的校正方法[8-13]， 这类方法通常对于焦平面每个像元接收到的辐射 量作一些时间上或者空间上的统计假设， 在此假设 的基础上不断修正校正参数， 校正焦平面像元的非 均匀性。其中最具代表性的技术有时域高通法，统 计恒定法，神经网络法，恒定范围法及其它相应的 扩展形式，如统计维纳滤波法，卡尔曼滤波法等。 该类算法一般要求目标场景与 IRFPA 器件相对运 动，以使 IRFPA 器件中所有探测单元在一段时间 内所接收到的目标场景辐射满足一定的统计假设。 然而，由于图像场景的多样性，该假设不一定能够 得到满足， 因此这类校正算法经常伴随较为严重的 鬼影问题。 另一类是基于配准的校正方法[14-16]， 这 类方法通常认为， 在较短的时间间隔内观察场景中 相同的位置时，每个像元的响应也应该是相同的， 因此这类技术需要准确估计帧与帧之间的移动。 其 中比较有代表性的技术有全景图积累法， 代数校正 法等。但是这类算法由于其要求限制较多，计算量 与存储量较大，且校正误差易逐级累计传播，所以 难以达到实际应用。 与基于定标的非均匀性校正方法相比，基于场 景的校正方法无论在校正的稳定性还是环境适应性 上均有所提高，是非均匀性校正技术的发展方向。
收稿日期：2013-06-15 . 作者简介：陈钱（1964-） ，男，博士，教授，博导，主要从事夜视与红外技术、光电图像处理等方面的研究。E-mail：chenq@。 基金项目：国家自然科学基金“新型光致相变红外成像技术” ，编号：61177091。
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引言
红外成像电子学组件是热成像系统的重要组成 部分，其肩负着充分发挥红外焦平面探测器性能、 将红外焦平面探测器输出的电信号经过处理转化为 视频信号或者其它系统规定格式的信号的功能。红 外成像电子学组件则包括硬件系统和图像处理算法 两大部分，由于当前硬件系统平台已经十分完善， 因此红外图像处理技术成为成像电子学组件的重要
Vij (Tb ) aij Tb bij
图1 Fig.1
2013 年 6 月 11 日发射的神舟十号红外监控图像的 非均匀性 Infrared image non-uniformity of the 10th Shenzhou spaceship launched in June 11, 2013
yn yn-1
Z
-1
wn
bn
xn
+ CORRECTION
xn-1
Vij
Tb
(a) 原始响应曲线 (a) Original response curve 图2 非均匀性校正示意图
Tb
(b) 校正增益的响应曲线 (b) Response curve of corrected gain
Tb
(c) 增益和偏移校正的响应曲线 (c) Response curve of corrected gain and offset
1
非均匀性校正技术
理想情况下，凝视焦平面探测器受均匀入射辐 射时，视频输出幅度应完全一样。实际上，由于制 作器件的半导体材料不均匀 （杂质浓度、 晶体缺陷、 内部结构的不均匀性等） 、掩膜误差、缺陷、工艺条 件等影响下，其输出幅度并不相同（图 1 可看出神 舟十号整流罩分离红外图像的非均匀性） 。 凝视焦平 面探测器的视频输出非均匀性是红外敏感元件（探 测器） 、 读出电路、 半导体特性以及放大电路等各种 [1, 2-4] 因素综合的结果 。具体来源主要有：1）凝视焦 平面探测器中各像元的响应特性不一致。 2） 电荷传 输效率。3）1/f 噪声。4）凝视焦平面探测器外界输 入的影响。5）红外光学系统的影响。6）凝视焦平 面探测器中无效像元的影响。 7） 凝视焦平面探测器 所处环境温度的变化。8）基底掺杂变化，主要依赖 基底的生长技术。9）泄漏单元。10）多路转换器的 变化以及多输出的端口不匹配。 对红外图像非均匀性的校正，目前主要有基于 定标和基于场景的两大类校正方法。 1 .1 基于定标的非均匀性校正技术 无论是一点校正还是二点校正技术，它们都 是建立在以下一元线性时间不变的理论模型的基 础上的：
1.2
但是其也存在计算量大难以实时校正、鬼影严重、 收敛速度慢、需要目标长时间运动等严重影响其实 用的技术难题。 针对上述问题，南京理工大学的左超、陈钱等 提出了基于帧间配准的非均匀性校正方法[17]，该方 法认为，如果红外探测器是均匀的，那么相邻图像 对同一目标的响应应当是均匀的，正是由于探测器 非均匀性的存在，才导致了相邻像元对同一目标具 有不同的响应。该算法的核心思想就是，通过帧间 配准方法获得对同一目标响应的不同像元的位置， 利用最陡下降法使对同一目标进行响应的像元输出 逐渐逼近。图 3 为相邻两帧图像的示意图，重合部 分图像的校正参数为需要随时更新的参数，而配准 的目的则是获得相邻两帧图像的位移偏移值 di 和 dj。
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红 外 技 术 Infrared Technology
Vol.35 No.6 June 2013
〈综述与评论〉
红外图像处理技术现状及发展趋势
陈 钱
（南京理工大学电子工程与光电技术学院，江苏 南京 210094）
摘要：红外热成像系统因其成像波长较长，导致了红外图像存在噪声大、对比度低、非均匀性大、 空间分辨力差等缺陷，为克服这些缺陷，自红外热成像技术诞生之初，红外探测器材料、制造工艺 和成像电子学组件的研究便成为三大热点研究方向。在当前电子学硬件平台趋于完善的条件下，先 进的红外图像处理技术能够有效地提高红外成像系统的性能及其应用效果，受到了世界各国科技工 作者的广泛关注，各种研究成果不断涌现。本文从提高红外图像的温度分辨能力出发，重点对非均 匀性校正技术、图像细节增强技术的研究现状进行了总结，并对红外图像处理技术的发展趋势进行 了展望。 关键词：红外图像；非均匀性校正；数字细节增强 中图分类号：TN911.73 文献标识码：A 文章编号：1001-8891(2013)06-0311-08
The Status and Development Trend of Infrared Image Processing Technology
CHEN Qian
(School of Electronic and Optical Engineering, NUST, Nanjing 210094, China)
N Frame n di
M Overlapped Area
dj
图3 Fig.3 相邻两帧图像的示意图
Frame n-1
Diagram of two adjacent images
图 4 是该算法的原理示意图，前后两帧原始红 外图像首先经过非均匀性校正， 之后进行图像配准， 并更新校正参数，更新后的校正参数用于后续视频 序列的非均匀性校正， 如此迭代， 便可完成该算法。 需要指出的是，在参数更新过程中可以选择不同的
Abstract：Because of the longer imaging wavelength, the characteristics of infrared images have defects of big noise, low contrast, large non-uniformity and limited spatial resolution. In order to overcome these drawbacks, the material, manufacturing crafts and imaging electronics components have throughout been three main research directions along with the development of infrared imaging technology. Under the present condition when the hardware has been well-developed, the updated infrared image processing technology succeeds to improve the performance of imaging system and applying capability. It attracts the attention of scientists all over the world, and various research results continue to emerge. Focusing on improving the temperature sensitivity of infrared images, this paper concludes the technologies of non-uniformity correction and image enhancement, and discusses its future development. Key words：infrared images，non-uniformity，digital detail enhancement 研究内容。红外图像处理技术需要针对红外图像的 具体特点而开展。受限于红外探测器的制作工艺难 度和材料纯度影响，红外图像主要存在如下几个共 性问题：第一，红外成像受非均匀性及无效像元的 影响，实际温度分辨率不高；第二，红外成像普遍 存在噪声大、图像对比度低、灰度范围窄的现象。 针对上述缺陷， 国内外学者均进行了相关研究， 并取得了一定进展。比如，针对红外图像非均匀性 问题，提出了非均匀性校正方法。针对图像对比度