一、高帧频的焦平面信号实时处理技术研究（论文文献综述）
黄俊泽[1]（2021）在《基于高分辨率面阵相机与高光谱成像仪的机载成像系统研究》文中提出高光谱成像仪可依据地物空间形态特征、光谱特征地物反射和发射特性同步进行目标精细分类和识别,广泛应用于城市安全、森林防火、环境监测、精准农业、野外搜救等领域。在目标探测领域,尽管高光谱成像仪可以通过高光谱分辨率对一个或多个像素的点目标进行光谱探测,但如果没有目标的先验光谱信息或高空间分辨率的几何信息就很难实现对目标的快速准确识别。此外,在传感器确定的情况下,高光谱成像仪的高空间分辨率与高光谱分辨率是彼此制约,无法同时提高。因而本论文设计并研制一套基于高分辨率面阵相机和高光谱成像仪的机载成像系统,针对目标探测与识别应用,可同时实现光谱维和空间维的高分辨率检测。本文主要研究工作内容和创新点如下:（1）本论文提出了高光谱异常检测与高空间图像识别相结合的总体技术路线,设计了轻小型高空间与高光谱成像集成系统,完成了高集成度原理样机的研制,为基于无人机平台获取高光谱与高空间分辨率数据提供了重要手段。（2）本论文提出了USB3.0（universal serial bus 3.0）高速可调同步传输系统关键技术,USB3.0外设控制器使用同步FIFO（first in first out）、自动DMA（direct memory access）和数据块定量定时传输设计,避免了UVC（USB video class）协议的丢帧问题,解决了USB3.0采用批量传输模式时带宽不能稳定的难题。相比较异步FIFO和手动DMA传输方式,实现了最高数据传输带宽159MBps,提高了USB3.0的稳定传输速率。（3）本论文提出了基于单板计算机的多USB3.0接口高速数据采集方案,解决了高分辨率高光谱相机帧频高、数据量大的难题,实现了两个高光谱探测器和一个面阵全色探测器共360MBps稳定数据采集,其中可见相机200Hz帧频（数据速率100MBps）,短波相机100Hz帧频（数据速率10MBps）,全色相机4Hz帧频（数据速率250MBps）。（4）开展了机载飞行实验,系统工作正常,同时获得了地物目标的高光谱影像数据与高空间分辨率相机数据,验证了高光谱成像仪与高分辨率面阵相机相结合实现地物目标异常检测和图像识别方案的有效性。
罗昕杰[2]（2020）在《APD三维激光雷达焦平面阵列读出电路研究》文中提出近年来随着无人驾驶、测量传感以及导弹追踪等民用和军用领域的发展,市场对于雷达的实时成像、动态感知以及形态分辨等功能要求越来越高,普通的激光雷达越来越难以满足要求。APD（雪崩二极管）三维激光雷达相比于普通的激光雷达来说,能够同时获得目标物体的强度信息和深度信息,易于辨别物体的形态、追踪运动轨迹,逐渐在各个领域获得应用。对于激光雷达系统来说,焦平面阵列读出电路是最为重要的一个模块,负责目标信号的处理工作,决定了系统性能。目前,APD三维激光雷达焦平面阵列读出电路缺乏一种光电一体化设计方案,APD的光电转换特性被电路设计者忽略,这样会造成设计出的读出电路与光学前端不匹配。本文先介绍和分析了APD三维激光雷达阵列焦平面读出电路的国内外研究现状和发展趋势;再具体分析了APD的参数、三维激光雷达系统的工作原理和参数,并把系统参数分解到APD和电路层面,为后续模型建立和电路设计提供指导;然后根据APD的参数和光电转换物理过程建立了光电一体化模型,用来指导之后的读出电路设计;接下来详细分析和设计了焦平面阵列像元读出电路,分别从信号放大模块、比较器模块和TDC模块提高精度、降低延迟;最后提出了步进误差和非均匀性的校正方案,解决了步进误差和非均匀性导致系统存在误差的问题。论文主要工作和创新点如下;（1）详细分析了APD光电转换特性的物理基础,推导出了阳极、阴极、吸收区和倍增区的载流子变化方程,然后基于PSpice建立了APD四个区域的电路模型和APD光电一体化模型,给出了APD的暗电流、光电流和脉冲响应特性,为后续电路设计提供了光电一体化设计视角。（2）以APD光电一体化模型为基础,详细分析并设计了APD焦平面像元读出电路结构,给出了总体设计方案,并分别分析并设计了信号放大结构、比较器结构和TDC结构。信号放大结构完成了强度信号的采集,具有良好的线性度;比较器采用三级结构实现了5.71ns翻转延迟,降低了系统总体延迟;TDC采用两级技术结构,完成了深度信号采集,满足了0.5ns的设计精度要求。（3）提出了步进误差校正方案,设计了校正电路,推导了校正范围,比较器的步进误差可以从3.4ns被缩短至0.4ns,像元输出的步进误差可以从3.2ns缩短至0.8ns。以光电一体化视角推导出像元之间存在的非均匀性,设计了校正电路。
高聪[3]（2020）在《傅里叶光谱焦平面探测与干涉数据处理技术研究》文中指出当今气象卫星通过测量大气温湿轮廓线,获取大气温度和湿度垂直信息,提高了天气预报准确性。星载红外傅里叶光谱仪具备高光谱分辨率探测和大气垂直探测能力,能够准确地获得大气温湿轮廓线,是目前气象领域的研究热点之一。第17届世界气象大会上,世界气象组织委员会确定了全球综合观测系统2040年远景发展计划,在高分辨率区域数值天气预报及有效地指导超短期预报上提出了进一步要求,例如实时地监测台风和强对流系统的强度和路径变化。因此,需要星载傅里叶光谱仪进一步加快观测频次。为满足更快观测频次的需求,星载傅里叶光谱仪需配置更大面阵的红外焦平面探测器并提高干涉图采集速度,这增大了系统数据采集、传输和处理的负荷。此外,为进一步提高气象预报准确度,还需获得长波波段红外干涉信息。要实现长波红外干涉信号的有效探测,系统需具备更强的抗干扰和低噪声获取能力,进一步增大了设计难度。使用更大面阵焦平面探测器获取高质量的红外干涉数据,需设计和构建出在一套等光程差间隔、高帧频、外触发采样条件下的干涉信息获取系统;本文调研了目前国内及欧美星载红外傅里叶光谱仪信息获取技术方案;阐述了傅里叶光谱仪的工作原理,对红外干涉信号获取方法进行了全面完整的分析论述;深入研究了高帧频外部触发下微弱干涉信号获取和数据传输问题;分析了多系统间耦合以及机械振动对系统噪声的影响;建立了红外干涉信号获取信息链路的噪声模型;采用光伏型碲镉汞焦平面探测器搭建了两套干涉信号获取系统,分别在红外中波段和长波段下采集得到了干涉数据;搭建测试平台,实现了对噪声等效光谱辐射的定量计算,完成了对红外干涉系统的性能评估。通过硬件和软件优化,进一步抑制了系统数模信号干扰问题;在探测器响应率不均匀的情况下,提高了干涉数据质量。针对厚云层对星载傅里叶光谱仪探测阻碍问题,提出了一种实时云端检测方案,并利用Zynq-7020对方案进行了验证。对获取的红外干涉数据进行分析和处理,发现并解决了采集不稳定造成的干涉图平移和干涉信息获取不均匀问题。对于波段范围在4.44μm到6.06μm的中波波段信号,系统能够稳定完整地获取1024像元的全部干涉信息。最后,为今后实现更大面阵的星载红外傅里叶光谱仪的电子信息获取方法提出了构想和展望。
刘玲钰[4]（2020）在《多抽头EMCCD时序控制及非均匀性校正研究》文中研究指明随着EMCCD的快速发展,其已经成为微光成像领域的核心器件之一,被广泛应用到军事、天文等领域。EMCCD可以在固态级就实现电荷倍增的效果,特别适合在微光条件下工作。因其具有高分辨率、高帧频、低读出噪声和高量子效率等特点,在大口径望远镜的自适应光学系统中有着重要应用。深入研究EMCCD传感器的成像机理,完成其驱动时序发生器的设计,解决由于多抽头读出引起的成像质量不均匀的问题,对高性能EMCCD相机的整机国产化研发有着重要意义。首先本文对基本的EMCCD器件工作原理进行分析,建立电子倍增CCD的光电转换模型,重点研究其电子倍增部分的物理模型,得出EMCCD的通道传输方程。通过测量实际相机的电子倍增增益,确定了电子增益的测量方法,并验证了光电转换模型能够与实际器件的倍增曲线相吻合。光电转换模型的正确搭建对指导后续的多抽头驱动时序发生器设计以及非均匀性校正研究具有重大意义。为保证多抽头EMCCD相机能够正常稳定的工作,其极为关键的是驱动信号的产生及输出信号的处理。基于8抽头的CCD220传感器设计了2000帧/秒级高速、高精度、多路同步时序发生器,并通过时序控制的方法在CCD器件上实现了多种像元合并,进一步将相机帧频提高到3500帧/秒（2×2合并）和5700帧/秒（4×4合并）。时序发生器的步进精度可达到2.5ns,输出的各路驱动信号的相位抖动可达200ps以下。针对CCD220的芯片手册中驱动信号的时序要求,设计多抽头高精度的时序发生器,是相机能够正常工作的前提,也是后续非均匀性校正研究的基础工作。由于CCD220是八通道读出的图像传感器,根据建立的光电转换模型可以看出由于其各通道的参数差异会引起输出非均匀性,通过对非均匀性来源进行分析,并对比现有的非均匀性校正算法,提出利用两步校正法分别校正线性系统的非均匀性及电子增益的非均匀性,实验结果表明:利用两步校正法进行EMCCD相机非均匀性校正,改善效果明显。校正前图像的灰度值均方根偏差为0.09%,校正后为0.01%;校正前相机的PRNU为0.99%,,校正后相机的PRNU为0.45%。在不同曝光时间、不同增益的条件下校正算法均可将图像非均匀性降低40%以上。从成像效果上看,校正前图像上分块明显,校正后得到消除,能够得到均匀清晰的图像,结果令人满意。最后对国产化的EMCCD相机整机进行测试,搭建测试平台,对其性能有一个整体的评估,并与当前自适应光学系统最高水平的OCAM2相机进行对比分析,得出自研的EMCCD相机各项参数基本符合自适应光学系统的需求,并可以与国外高水平相机相媲美的结论。
赵本东[5]（2019）在《红外探测系统中点目标的检测与识别技术研究》文中研究表明导弹防御系统对维护国家和地区安全意义重大。对导弹目标的快速检测和准确识别是导弹拦截的基础和前提,同时也是现代导弹防御系统面临的最大技术挑战。本文主要围绕基于红外探测的导弹目标检测和真假弹头目标识别两个问题展开研究,具体研究内容包括:（1）针对天基预警系统在复杂背景下的红外点目标检测问题,改进了一种新的星地联合目标检测体制。该体制下,星上信息处理系统完成基于单帧图像的点目标检测和基于单帧图像的复杂背景区域提取两个任务,地面信息处理系统完成点目标的多帧关联和复杂背景下的运动点目标检测两个任务。实验结果表明,在复杂背景情况下,该检测体制能够在保证目标检测概率的同时,显着降低目标的虚警概率。（2）针对星上信息处理系统中基于单帧图像的点目标检测问题,设计了一种基于八方向线性预测的单帧红外点目标检测算法。该方法对红外图像每个像素的背景预测包含两个步骤,首先分别从八个方向对该点灰度值进行线性预测得到八个预测值,然后求其高斯加权和作为最终的预测结果。实验结果表明,该算法能在保证算法实时性的基础上,有效抑制背景杂波,提高目标信噪比。（3）针对星上信息处理系统中基于单帧图像的复杂背景区域提取问题,提出了一种基于备选点自适应聚类的复杂背景区域检测方法。该方法首先通过背景抑制检测出单帧图像中的目标备选点,然后利用区域生长的方法对备选点进行自适应聚类,最后对同一类备选点所构成的图像区域做出复杂度判决。实验结果表明,该方法能快速有效地检测出图像中不同大小的复杂背景区域。（4）针对地面信息处理系统中基于序列图像的红外运动点目标检测问题,首先设计了一种基于空时局部对比度的红外运动点目标检测算法,并通过实验验证了算法的目标检测性能。然后在此基础上,提出了一种强化的空时局部对比度算法,该算法在空域上采用八方向滤波融合得到空域局部对比度,在时域上利用等间隔的三帧图像做两次差分,然后将两个差分图像相乘得到时域局部对比度,最后通过强化阈值分割进一步降低目标的虚警概率。实验结果表明,在复杂背景情况下,该算法能有效抑制图像背景,显着提高目标信噪比,提高目标的检测概率。（5）针对远距离的空间红外点目标识别问题,首先综合考虑目标的物理特性、运动特性和探测器的成像效应,建立了空间点目标红外辐射强度序列模型,为后续点目标识别算法研究提供了数据支撑。然后提出了一种基于稀疏表示的时间序列分类算法,该算法分别对不同类别的训练样本构建其相应的字典,将测试样本在各字典中进行稀疏重构,并将其归类为重构误差最小的那一类。实验结果表明,该算法对时间序列的长度具有很好的适应性,对时间序列数据丢失具有较高的容忍度,同时也具有很强的抗噪声干扰能力。最后结合深度学习和稀疏表示的思想,提出了一种基于稀疏调制卷积神经网络的时间序列分类算法。该算法的输入信号既包含原始时间序列,也包含稀疏调制后的时间序列,使得输入信号的细节信息更加丰富,另外,卷积神经网络能够自主挖掘和提取时间序列的局部结构特征,逐层形成具有区分性的深度特征,且对序列的平移和缩放具有较强的适应性。实验结果证明了该算法在时间序列分类问题中的优越性能。
高金艳[6]（2019）在《新型探测体制下红外弱小目标检测技术研究》文中指出随着空天探测技术的发展和相机传感器性能的不断提升,线列扫描相机和凝视相机都得到了新的发展。线列相机从传统的单线列向多线列发展,凝视相机从传统小型凝视相机向大面阵凝视相机发展,从而可以获得帧间间隔更短的扫描相机观测图像和大视场覆盖并对感兴趣区域高帧频下传的凝视相机观测图像。但是也需要新的目标检测技术与新的相机探测体制相匹配。本文从新型相机探测体制出发,针对单帧红外弱小目标检测技术,高帧频成像红外弱小目标检测技术,短间隔少帧扫描成像红外弱小目标检测技术三方面展开了深入探索和研究,论文主要工作如下:第二章,从红外场景中弱小目标与背景的不同特征差异性出发,分别介绍基于背景抑制、频域、尺度空间、视觉显着性、面元模型和稀疏重构6类单帧红外弱小目标检测方法,基于时域剖面分析的4种可解决高帧频图像序列中亚像元运动目标的红外弱小目标检测方法和分别基于时空对比度和时空相似度融合的2种可应对少帧图像序列的红外弱小目标检测方法。在典型红外场景中定性分析了各类方法中代表性方法的优缺点以及适应性,本章是后续章节研究的基础。第三章,从单帧红外弱小目标检测问题出发,考虑基于传统的单一量测对比度目标检测算法难以实现复杂场景中的暗小目标的高检测概率和低虚警概率发现,本章提出了基于多量测对比度差异融合的红外弱小目标检测算法。首先,考虑目标所在局部区域通常亮于其邻域背景,本章首先构建了基于局部对比度灰度差异量测的红外弱小目标检测方法。考虑目标在像平面形态不固定,会随着探测距离和观测角度的影响,尺寸在2～9个像元区间内发生变化。因此,本章进一步提出了基于多尺度灰度差异的红外弱小目标检测算法。而后,考虑当滑窗经过目标区域时,内层窗口与外层窗口会出现较为明显的起伏差异,因此,本章进一步构建了基于多尺度方差差异量测的红外弱小目标检测算法。最后,将构建的多尺度灰度差异量测与方差差异量测融合,通过与大量的最新的单帧红外弱小目标检测算法对比,本章提出的方法取得了领先的目标检测效果。第四章,从高帧频序列图像中红外弱小目标检测问题出发,考虑目标可能在帧间存在亚像元运动的特点,提出采用时域剖面的方法对图像序列中相对运动缓慢的红外弱小目标进行检测,同时考虑时域目标检测方法对云边缘背景区域敏感,本章提出了一种局部空域方向对比度量测与时域方差滤波相融合的红外弱小目标检测方法。首先基于这种多尺度空域方向对比度量测对各帧图像进行目标增强与背景抑制。其次,采用时域方差滤波的方法对空域滤波后的增强图像进行逐像元时域剖面分析。实验结果表明,本章提出方法可以低虚警率的实现高帧频图像序列中的红外弱小目标的检测。第五章,从双线列探测器成像特点出发,首先其可以在短时间内获得两帧红外图像的工作原理。其次,利用背景在短时间的变化缓慢忽略不计,而目标与背景存在明显的相对运动特征,提出采用帧间差分算法提取场景中的运动红外弱小目标。之后,考虑双线列所成图像对经帧间差分算法处理后,残差结果中会在云边缘区域有较多的虚警残留,本章提出了一种结构张量云边缘背景抑制方法,实现对空域云边缘背景区域杂波的抑制。实验结果表明,本章提出的云边缘移除方法,可以在一定的检测概率和较低虚警概率下完成双线列所成图像对中红外弱小目标的检测。此外,本章还在实验部分分析了相机空间分辨率,帧间配准精度等因素对红外弱小目标检测性能的影响,为未来优化设计双线列探测器打下了良好的基础。
王冲[7]（2019）在《线阵扫描对空红外小目标捕获模块研制》文中研究表明对空红外小目标捕获技术在军事和民用领域都具有广泛应用,是保护空域环境安全的重要监测手段之一。由于红外小目标反映在成像上具有像素少、对比度低等特点,因此,实时图像处理系统实现对其捕获的难度不言而喻。针对车载平台实现对空中非合作移动红外小目标的捕获问题,从异构计算协同角度设计了FPGA+双DSP的处理架构总体方案,从任务并行化调度协同角度设计了8核DSP协同处理架构的总体方案,从算法实现的角度设计了对空红外小目标捕获算法。针对目标捕获任务协同技术的实现,首先针对系统计算资源受限问题,提出了FPGA+双DSP的异构计算任务协同处理架构。其中作为主控单元的FPGA控制数据传输,而作为从属单元的DSP完成图像处理及目标捕获等。经过外场试验长时间的回环测试验证,这种异构计算协同架构可以在计算资源受限的情况下完成处理任务。其次,针对系统实时处理数据方面的需求,提出了基于8核DSP的任务并行化调度协同处理架构。该架构采用主从式并行编程模型,主核控制数据交互和从核启动,而从核响应主核控制命令,并完成相应的处理操作。经过离线测试和外场试验在线测试验证,该协同架构可在对于宽视场和窄视场的处理,均满足系统实时处理数据的要求。最后,基于系统宽窄两种视场按需切换的问题,结合探测器自身的特点,设计了针对宽窄视场的不同处理架构。对于低帧频、大数据量的宽视场采用均分原则,对于高帧频、小数据量的窄视场采用“乒乓操作”原则。通过离线测试和外场试验在线测试验证,这种处理架构满足系统宽窄视场按需切换的要求。针对复杂条件下系统泛化性方面的需求,提出了适用于复杂条件下对空红外小目标捕获的算法优化。本课题考虑了探测器及环境干扰和非合作目标机动性变化等两类共四种复杂情况,在分析其成因后提出了相应处理方法。经过离线测试和外场试验在线测试验证,宽视场和窄视场在捕获率方面均满足系统要求。最后针对系统的适用性进行评估,从基础功能、鲁棒性、实时性和捕获率等方面对本课题所设计的对空红外小目标捕获模块进行了综合外场试验,经过全方位的试验验证,本课题所设计的线阵扫描对空红外小目标捕获模块满足功能和性能等方面的指标要求,具备工程实际应用的条件。
李清灵[8]（2019）在《水面溢油偏振特性及紫外偏振成像技术研究》文中研究表明水面溢油危害生态环境与工业生产的正常运行。及时准确发现溢油位置、溢油量、溢油类型等信息是开展污染危害分析和控制的关键手段。紫外偏振遥感是一种新型的光学遥感方式,国内外研究表明溢油在紫外波段和偏振维度具有探测潜力。为提高水面溢油的探测效率与识别能力,开展水面溢油偏振特性和紫外偏振成像技术研究具有重要的科学意义和工程价值。针对大气环境下水面溢油目标的反射光偏振特性,介绍了在Stokes表征下,光在油膜介质中偏振传输的影响因素,基于油膜的产生机理,建立光滑单层油膜物理模型。采用椭偏测量法测量油膜270900nm的光谱椭偏参数,验证了水面溢油反射偏振特性在紫外波段的鲁棒性。分析了大气环境下目标偏振探测涉及的偏振辐射传过程和数学模型,采用数值仿真手段分析了不同太阳位置、大气成分和观测角度条件下水面溢油和水的紫外反射偏振态,对偏振成像系统提出指标要求。根据系统要求提出了一种实时、大视场和高分辨率的紫外偏振成像总体方案,分析了系统方案的偏振信噪比和偏振测量误差。搭建紫外四通道偏振成像系统,完成了紫外偏振成像原理样机的集成、光校和辐射信噪比测试。提出一种用于偏振成像系统的定标方法,对研制的原理样机进行了辐射定标和偏振定标,将偏振片安装角度偏差造成的90%以上系统误差减小到低于10%。通过搭建实验平台,针对大气环境下的油膜目标完成了外场成像实验,完成了通道匹配、多维双边滤波、偏振态解算和偏振图像融合等偏振图像预处理方法。成像结果表明在外场实验环境条件下,薄油膜的紫外反射偏振度为0.8,与水的相对偏振度差为0.05,验证了油膜目标仿真结论,体现紫外偏振在水面溢油观测中的重要作用,为后续开展溢油区划分和油类分辨的深入研究奠定了坚实基础。
陈超帅[9]（2018）在《红外面阵搜索系统快速扫描成像像移补偿技术研究与实现》文中提出与当前线列探测系统相比,红外面阵搜索系统具有探测能力强、扫描效率高等特点,是红外领域研究的热点之一。但是由于在探测积分时间内成像景物相对探测靶面是运动的,面阵扫描成像不可避免的会带来图像质量退化问题,本文针对面阵扫描成像图像退化问题,开展了图像质量退化机理分析、像移补偿方案比较、高频率大摆角快速反射镜伺服控制策略研究、像移补偿效果评估等方面的研究工作。主要研究内容包括:1对红外面阵扫描探测进行机理分析,基于动态光学理论推导出红外面阵扫描图像像移方程以及动基座下俯仰指向视轴稳定方程,从理论上分析了二维搜索下红外面阵扫描成像的图像像移、视场旋转、补偿速率变化等问题。分析出补偿系统的带宽、位置准确度、速度准确度,为具体方案的实施提供了理论依据和设计指导,深入研究了红外面阵搜索系统的像移补偿方案,提出了一种基于快速反射镜的像移补偿方法。2提出一种实时视轴跟踪的IRST（红外搜索跟踪）系统像移补偿控制技术,达到了方位搜索转台与补偿反射镜的快速匹配效果,实现了红外面阵搜索系统在一定俯仰角度下方位搜索转台变速运动下高质量的像移补偿,快速反射镜伺服系统抗扰动能力与控制带宽得到了显着的提高。采用高精度测速算法实现对方位搜索转台速率的实时测量,采用SIMULINK构建了振镜控制模型,对伺服系统电流环、速度环以及位置环的带宽、阶跃响应、抗干扰能力等性能进行了仿真分析。仿真和实验结果证明了采用该方法能够有效的实现提升振镜控制系统的带宽,实现快速面阵扫描的高质量成像。3设计并实现了一套具有像移补偿功能的红外面阵连续扫描探测系统,采用像方扫描像移补偿技术,实现了红外面阵连续扫描成像。研究了补偿伺服系统的设计,包括关键元部件的选型、伺服系统软硬件实现。搭建了红外面阵搜索系统的实验样机,实现了快速面阵扫描成像的像移补偿。4设计了像移补偿效果验证方案,搭建红外面阵搜索系统的像移补偿测试平台。采用实验室靶标对红外面阵搜索系统的MTF（调制传递函数）进行测试,对像移补偿效果进行评估。开展了系统外场全景搜索成像实验,对快速面阵扫描成像的像移补偿做了定性和定量评价,提出了采用倾斜刃边法测量红外面阵搜索系统的调制传递函数,分析出红外面阵搜索系统成像质量的定量性指标。分别测量了未补偿、补偿后以及无像移图像的最小可分辨温差和调制传递函数,从而证明了采用振镜的反扫补偿方案可以有效实现对快速面阵扫描成像的像移补偿要求,成像效果接近凝视型。本论文的研究工作表明:连续扫描凝视补偿方式能够很好的实现对快速面阵扫描成像的像移补偿功能,极大的缩短了帧与帧之间的稳定时间,充分发挥了面阵探测器高帧频的优势,提升了系统的帧频,大幅提升扫描效率。实时视轴跟踪的IRST系统像移补偿控制技术能够有效的提升振镜的控制性能,达到了振镜与方位搜索转台变速运动下二者的快速匹配,同时像移残差小于1/3个像元,从而实现红外面阵搜索系统的高质量像移补偿。
吴金莎[10]（2018）在《无人平台高帧频红外编码成像关键技术研究》文中认为无人平台以其成本低及持续行动力强等优势可执行决策、搜救、打击、监视等任务,在海、陆、空等多个领域取得广泛应用。其中,信号获取是无人平台执行一切任务的前提和基础,因此,各式各样的光电载荷成为无人运动平台不可或缺的一部分。其中,红外成像以其全天时工作、环境适应性强、作用距离远等优点应用于大多数无人运动平台。随着应用范围进一步扩大,人们在红外领域对成像帧频的要求越来越高。现有的成像系统已难以监视高速运动目标等需求,如检测复杂背景无人机时,由于成像帧频低,难以采集相邻目标场景红外辐射间微小的细节变换,导致检测效率低,限制了红外成像系统的应用场景。因此,本文重点研究了无人平台红外高帧频编码成像关键技术,主要开展红外高帧频成像及其后续图像质量提升研究。主要研究内容和取得的成果如下。（1）针对传统红外像机成像帧频低的问题,研究了一种基于编码测量的红外高帧频成像技术。首先,将目标场景红外辐射采用前置红外镜头聚焦于分光模块靶面上,将光路分为A、B两路;其次,设计编码模板矩阵,采用反射式空间光调制器对光路A进行编码调制,通过红外面阵探测器1延时曝光,获得调制叠加后的编码信息,同时采用红外面阵探测器2对光路B延时曝光,获得叠加后的边信息;最后,采用两步迭代阈值法对两组测量值进行重构,即可获得多帧红外图像。仿真实验结果表明,该技术能够有效提高红外成像帧频,并取得良好的成像效果。（2）针对传统红外图像非均匀性校正方法存在“鬼影”、校正后图像质量差等问题,提出了基于核递归的高保真度非均匀性校正方法。首先,研究了传统的神经网络校正方法,并采用核递归替代均值滤波,获得预测图像;其次,利用最陡梯度下降法,选取合适的迭代步长,更新增益和偏置;最后,运用更新得到的参数,获得校正后图像。仿真实验结果表明,所提方法可以抑制“鬼影”,并提高图像质量。（3）针对无人平台红外图像高背景、低反差所导致的红外图像具有低分辨率、细节不清晰等问题,实现了基于卷积神经网络的红外图像超分辨率重建技术。首先,深入分析卷积神经网络,构建基于卷积特征提取层、非线性映射层和图像重建层的三层网络模型;其次,通过高-低分辨率图像对训练网络,获得网络参数;最后,输入低分辨率红外图像,通过训练好的网络参数,可输出最终的高分辨率图像,实现端对端的超分辨率重建。仿真实验结果表明,所提方法提高了图像分辨率,并增强纹理细节信息。
二、高帧频的焦平面信号实时处理技术研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、高帧频的焦平面信号实时处理技术研究（论文提纲范文）
（1）基于高分辨率面阵相机与高光谱成像仪的机载成像系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 研究背景与意义 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外发展现状 |
| 1.2.1 高光谱成像系统国内外研究现状 |
| 1.2.2 数据采集与存储技术国内外研究现状 |
| 1.3 关键技术概述 |
| 1.4 研究意义和主要研究内容 |
| 第2章 高空间分辨率和高光谱分辨率机载成像系统研究 |
| 2.1 高空间分辨率和高光谱分辨率机载成像系统概述 |
| 2.1.1 需求分析 |
| 2.1.2 总体设计 |
| 2.1.3 关键参数分析 |
| 2.2 机载成像系统原理样机设计与实现 |
| 2.2.1 高光谱光机系统 |
| 2.2.2 高光谱成像电子学系统 |
| 2.2.3 高分辨率面阵相机系统 |
| 2.2.4 电源供配电系统 |
| 2.2.5 多通道数据采集与处理控制系统 |
| 2.3 机载成像系统集成测试与结果分析 |
| 2.3.1 高光谱成像仪系统集成装调 |
| 2.3.2 高光谱成像仪系统静态传函与噪声测试 |
| 2.3.3 高分辨率面阵相机集成与测试 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 USB3.0 高速可调同步传输系统关键技术研究 |
| 3.1 USB3.0 高速可调同步传输系统概述 |
| 3.1.1 需求分析 |
| 3.1.2 总体设计 |
| 3.1.3 同步传输机制特点 |
| 3.2 USB3.0 传输系统设计与实现 |
| 3.2.1 TLK2711 高速芯片传输机制设计 |
| 3.2.2 USB3.0 外设控制器同步传输机制设计 |
| 3.2.3 单板计算机上位机软件的采集存储同步控制机制设计 |
| 3.2.4 多通道数据采集的存储带宽分析与设计 |
| 3.3 USB3.0 传输系统测试结果与分析 |
| 3.3.1 系统测试方法 |
| 3.3.2 测试结果与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 机载成像系统性能测试与成像实验 |
| 4.1 高光谱成像仪性能测试与地面成像实验 |
| 4.1.1 信噪比估算与实测结果分析 |
| 4.1.2 地面成像验证实验与结果分析 |
| 4.1.3 摇摆台模拟飞行成像测试与结果分析 |
| 4.2 机载成像系统外场航飞成像实验 |
| 4.2.1 外场航飞成像实验概述 |
| 4.2.2 航飞成像实验设计与数据预处理方法 |
| 4.2.3 航飞成像实验结果与分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 主要研究成果 |
| 5.2 论文的创新性体现 |
| 5.3 未来的研究方向 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（2）APD三维激光雷达焦平面阵列读出电路研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.3 论文主要研究内容和组织结构 |
| 第二章 APD三维激光雷达系统分析 |
| 2.1 系统结构及工作模式分析 |
| 2.1.1 系统结构 |
| 2.1.2 测距模式 |
| 2.1.3 成像模式 |
| 2.2 APD工作原理和参数分析 |
| 2.2.1 工作原理 |
| 2.2.2 增益 |
| 2.2.3 量子效率和响应度 |
| 2.2.4 暗电流 |
| 2.2.5 噪声 |
| 2.2.6 击穿电压 |
| 2.3 系统参数分析 |
| 2.3.1 噪声及信噪比 |
| 2.3.2 虚警率和灵敏度 |
| 2.3.3 动态范围 |
| 2.3.4 误差 |
| 2.3.5 帧频 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 APD光电一体化模型设计 |
| 3.1 光电一体化模型物理基础 |
| 3.1.1 物理结构与内部电场分布 |
| 3.1.2 载流子碰撞离化方程 |
| 3.1.3 载流子速率方程 |
| 3.2 光电一体化模型设计 |
| 3.2.1 光电等效关系建立 |
| 3.2.2 电路模型建立 |
| 3.3 光电一体化模型仿真结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 APD焦平面读出电路设计 |
| 4.1 读出电路总体设计 |
| 4.1.1 读出电路结构设计 |
| 4.1.2 像元结构设计 |
| 4.2 信号放大模块设计 |
| 4.2.1 跨阻放大器分析 |
| 4.2.2 信号放大结构设计 |
| 4.2.3 信号放大结构噪声分析 |
| 4.2.4 信号放大电路仿真结果 |
| 4.3 比较器模块设计 |
| 4.3.1 比较器结构设计 |
| 4.3.2 比较器仿真结果 |
| 4.4 TDC模块设计 |
| 4.4.1 TDC原理分析 |
| 4.4.2 TDC结构设计 |
| 4.4.3 TDC仿真结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 步进误差及非均匀性校正电路设计 |
| 5.1 步进误差校正电路设计 |
| 5.1.1 步进误差校正方案分析 |
| 5.1.2 步进误差校正电路设计 |
| 5.1.3 步进误差校正仿真结果 |
| 5.2 非均匀性校正设计 |
| 5.2.1 非均匀性校正方案分析 |
| 5.2.2 非均匀性校正电路设计 |
| 5.2.3 非均匀性校正仿真结果 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（3）傅里叶光谱焦平面探测与干涉数据处理技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的背景 |
| 1.2 星载傅里叶光谱仪发展概况 |
| 1.3 国内外傅里叶光谱焦平面探测研究现状 |
| 1.3.1 美国-GIFTS(GeosynchronousimagingFouriertransform spectrometer) |
| 1.3.2 美国-Cr IS(Cross-track Infrared Sounder) |
| 1.3.3 欧洲-IASI(Infrared Atmospheric Sounding Interferometer) |
| 1.3.4 欧洲-MTG(Meteosat third generation) |
| 1.3.5 中国-大气垂直探测仪 |
| 1.4 课题的研究内容 |
| 第2章 傅里叶光谱焦平面探测技术 |
| 2.1 迈克尔逊干涉仪 |
| 2.2 干涉图与光谱图 |
| 2.3 碲镉汞红外焦平面探测器 |
| 2.3.1 红外探测器发展历程 |
| 2.3.2 傅里叶光谱焦平面探测器 |
| 2.3.3 噪声等效功率与探测率D* |
| 2.3.4 光电探测器噪声组成 |
| 2.3.5 红外探测器背景辐射噪声及其抑制 |
| 2.3.6 光导型和光伏型探测器归一化探测率 |
| 2.4 探测系统制冷 |
| 2.5 干涉信号的采集与处理 |
| 2.5.1 干涉信号采集流程 |
| 2.5.2 干涉数据处理 |
| 2.6 本章小节 |
| 第3章 红外干涉信号并行获取技术研究 |
| 3.1 针对干涉信号的低噪声获取技术研究 |
| 3.1.1 红外探测器信号输出特性 |
| 3.1.2 微弱信号提取和低噪声获取 |
| 3.2 外部触发的超高帧频率的数据采集研究 |
| 3.2.1 干涉信号等光程差采集 |
| 3.2.2 干涉信号高速传输研究 |
| 3.3 电磁干扰以及机械振动对系统影响 |
| 3.3.1 电磁辐射 |
| 3.3.2 机械振动 |
| 3.4 系统性能评估体系建立 |
| 3.4.1 系统噪声的组成 |
| 3.4.2 红外干涉信号模拟噪声分析 |
| 3.4.3 噪声等效光谱辐射 |
| 3.4.4 光谱分辨率 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 大规模红外干涉信号获取系统设计 |
| 4.1 大规模红外干涉信号获取系统搭建 |
| 4.2 中波红外干涉信号获取系统电路组成 |
| 4.2.1 中波碲镉汞红外焦平面探测器 |
| 4.2.2 中波探测器电压偏置电路 |
| 4.2.3 A/D模数转换电路 |
| 4.2.4 模拟信号调理电路 |
| 4.2.5 电源供电系统 |
| 4.3 中波系统软件设计 |
| 4.3.1 等光程差下外触发采集 |
| 4.3.2 数据总线分时复用控制 |
| 4.4 长波红外干涉信号获取系统电路组成 |
| 4.4.1 长波碲镉汞红外焦平面探测器 |
| 4.4.2 长波探测器电压偏置电路 |
| 4.4.3 A/D模数转换电路 |
| 4.4.4 模拟信号调理电路 |
| 4.4.5 DDR3存储电路 |
| 4.4.6 电源供电系统 |
| 4.5 长波系统软件设计 |
| 4.5.1全可编程平台以及Zynq-7000 |
| 4.5.2 基于Zynq7000平台云端检测方案验证 |
| 4.5.3 长波系统逻辑时序控制以及干涉数据获取方案 |
| 4.6 红外干涉系统优化 |
| 4.6.1 采集控制时序优化 |
| 4.6.2 抑制探测器器件非均匀响应对系统影响 |
| 4.7 红外干涉信号获取系统测试 |
| 4.7.1 等光程差采样时序模块测试 |
| 4.7.2 电源系统噪声测试 |
| 4.7.3 模拟链路测试 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 红外干涉数据处理技术 |
| 5.1 干涉数据重组 |
| 5.2 干涉图分析以及修正问题研究 |
| 5.2.1 干涉图数据的横向平移现象 |
| 5.2.2 干涉图数据的纵向平移现象 |
| 5.2.3 平移现象对系统影响 |
| 5.2.4 对平移干涉数据的修正 |
| 5.3 大规模红外干涉信号的获取 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（4）多抽头EMCCD时序控制及非均匀性校正研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 图像传感器简介 |
| 1.2 电子倍增CCD国内外发展现状 |
| 1.2.1 高速高灵敏度EMCCD图像传感器及相机国外发展现状 |
| 1.2.2 高速高灵敏度EMCCD图像传感器及相机国内发展现状 |
| 1.3 研究背景及意义 |
| 1.4 论文研究内容及结构 |
| 第2章 电子倍增CCD工作原理及特点分析 |
| 2.1 EMCCD工作原理 |
| 2.2 CCD220 基本特性 |
| 2.3 电子倍增CCD的光电转换模型 |
| 2.4 倍增增益测量方法 |
| 2.4.1 基于EMVA1288 标准的测量方法 |
| 2.4.2 基于统计的测量方法 |
| 2.4.3 Andor888 相机的电子倍增增益测试 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 多抽头高精度时序发生器设计 |
| 3.1 CCD220 时序过程 |
| 3.2 CCD220 的驱动方案设计 |
| 3.3 CCD像元合并方法 |
| 3.4 EMCCD相机像元合并的具体实现方式 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于CCD220 的非均匀性校正 |
| 4.1 非均匀性基本特性 |
| 4.2 传统图像传感器非均匀性校正方法 |
| 4.2.1 两点校正法 |
| 4.2.2 多点校正法 |
| 4.2.3 多项式拟合校正算法 |
| 4.2.4 基于场景的校正算法 |
| 4.3 基于电子倍增模型的EMCCD非均匀性校正模型 |
| 4.4 CCD220 校正实现 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 EMCCD相机整机调试与测试 |
| 5.1 驱动电路调试 |
| 5.2 测试平台搭建 |
| 5.3 测试方案、实验及结果分析 |
| 5.3.1 测试指标计算方法 |
| 5.3.1.1 测试基本概念 |
| 5.3.1.2 系统总增益 |
| 5.3.1.3 读出噪声 |
| 5.3.1.4 饱和容量 |
| 5.3.1.5 动态范围 |
| 5.3.1.6 信噪比 |
| 5.3.1.7 非线性度 |
| 5.3.1.8 暗电流 |
| 5.3.1.9 暗场非一致性(DSNU) |
| 5.3.1.10 光子相应非一致性PRNU |
| 5.3.2 测试结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（5）红外探测系统中点目标的检测与识别技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 红外点目标检测技术 |
| 1.2.2 红外点目标识别技术 |
| 1.2.3 深度学习方法及其应用现状 |
| 1.3 研究思路与内容结构安排 |
| 1.3.1 论文研究思路 |
| 1.3.2 论文组织结构 |
| 第二章 空间点目标红外辐射特性分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 红外辐射基本理论 |
| 2.2.1 红外辐射基本概念 |
| 2.2.2 红外辐射基本定律 |
| 2.2.3 探测器接收目标红外辐射的规律 |
| 2.3 点目标辐射强度序列建模 |
| 2.3.1 目标几何形状建模 |
| 2.3.2 目标表面温度场建模 |
| 2.3.3 目标平动轨迹建模 |
| 2.3.4 微动特性建模 |
| 2.3.5 探测器非理想效应建模 |
| 2.4 仿真实验与结果分析 |
| 2.4.1 目标与探测器的相对运动仿真 |
| 2.4.2 探测器非理想效应仿真 |
| 2.4.3 目标辐射强度序列仿真 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 星地联合目标检测体制及其星上关键技术研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 星地联合目标检测体制 |
| 3.2.1 现有星地联合目标检测体制及其问题分析 |
| 3.2.2 星地联合目标检测体制改进设计 |
| 3.2.3 两种检测体制的实验结果对比 |
| 3.3 基于八方向线性预测的复杂背景抑制 |
| 3.3.1 基于单帧图像的红外点目标检测问题描述 |
| 3.3.2 基于八方向线性预测的背景抑制算法 |
| 3.3.3 仿真实验与结果分析 |
| 3.4 基于备选点自适应聚类的复杂背景区域提取 |
| 3.4.1 图像复杂度的描述方法分析 |
| 3.4.2 基于备选点自适应聚类的复杂背景区域检测算法 |
| 3.4.3 仿真实验与结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 复杂背景下基于序列图像的红外运动点目标检测 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于空时局部对比度的红外运动点目标检测 |
| 4.2.1 STLCM算法原理 |
| 4.2.2 仿真实验与结果分析 |
| 4.3 基于强化空时局部对比度的红外运动点目标检测 |
| 4.3.1 ESTLCM算法原理 |
| 4.3.2 仿真实验与结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于辐射强度序列分类的红外点目标识别 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 几种经典的时间序列分类算法 |
| 5.2.1 基于KNN的时间序列分类 |
| 5.2.2 基于MLP的时间序列分类 |
| 5.2.3 基于SVM的时间序列分类 |
| 5.3 基于稀疏表示的时间序列分类 |
| 5.3.1 算法原理 |
| 5.3.2 仿真实验与结果分析 |
| 5.4 基于稀疏调制卷积神经网络的时间序列分类 |
| 5.4.1 SMCNN算法原理 |
| 5.4.2 SMCNN参数分析 |
| 5.4.3 仿真实验与结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 后续研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
（6）新型探测体制下红外弱小目标检测技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 红外探测装置的发展 |
| 1.2.2 红外弱小目标检测技术发展 |
| 1.3 研究内容和技术路线 |
| 1.4 本文主要工作 |
| 第二章 红外弱小目标检测方法综述 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 单帧图像红外弱小目标检测方法 |
| 2.2.1 基于背景抑制的红外弱小目标检测算法 |
| 2.2.2 基于频域特性的红外弱小目标检测方法 |
| 2.2.3 基于尺度空间的红外弱小目标检测算法 |
| 2.2.4 基于视觉显着性的红外弱小目标检测方法 |
| 2.2.5 基于面元模型的红外弱小目标检测方法 |
| 2.2.6 基于稀疏重构的红外弱小目标检测方法 |
| 2.3 多帧图像红外弱小目标检测方法 |
| 2.3.1 基于时域下驻点提取的红外弱小目标检测方法 |
| 2.3.2 基于非线性自适应滤波的红外弱小目标检测方法 |
| 2.3.3 基于时域对比度的红外弱小目标检测方法 |
| 2.3.4 基于时空双边滤波的红外弱小目标检测方法 |
| 2.4 少帧图像红外弱小目标检测方法 |
| 2.4.1 基于时空对比度融合的红外弱小目标检测方法 |
| 2.4.2 基于时空相似度融合的红外弱小目标检测方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 单帧条件下基于对比度差异融合的红外弱小目标检测方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 方差差异算法 |
| 3.3 基于对比度差异融合的红外弱小目标检测算法 |
| 3.3.1 基于多尺度灰度差异的目标增强 |
| 3.3.2 基于多尺度方差差异的目标增强 |
| 3.3.3 基于多量测对比度差异融合的红外弱小目标检测方法 |
| 3.4 实验结果和分析 |
| 3.4.1 实验参数设置 |
| 3.4.2 实验结果定性分析 |
| 3.4.3 实验结果定量分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 高帧频条件下时空融合红外弱小目标检测方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于空域对比度差异与时域方差滤波融合的弱小目标检测方法 |
| 4.2.1 空域对比度与时域方差滤波融合的弱小目标检测方法 |
| 4.2.2 空域对比度方法 |
| 4.2.3 时域方差滤波器 |
| 4.3 实验结果和分析 |
| 4.3.1 实验参数设置 |
| 4.3.2 单帧图像目标增强与背景抑制性能评估 |
| 4.3.3 时域方差滤波器参数优化选择 |
| 4.3.4 多帧检测算法图像增强和检测检测效果 |
| 4.3.5 计算效率分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 少帧条件下融合云边缘抑制的帧间差分红外弱小目标检测方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 双线列探测体制下的红外弱小目标检测 |
| 5.2.1 基于时域帧间差分的背景抑制 |
| 5.2.2 基于结构张量的云边缘背景抑制 |
| 5.2.3 双边恒虚警阈值分割 |
| 5.2.4 双线列探测体制下目标正负点对数据关联 |
| 5.2.5 双线列探测体制下红外弱小目标检测流程 |
| 5.3 双线列探测器目标检测性能影响因素分析 |
| 5.3.1 目标特性分析 |
| 5.3.2 背景特性分析 |
| 5.3.3 平台特性分析 |
| 5.4 实验结果与分析 |
| 5.4.1 仿真场景生成 |
| 5.4.2 算法定性分析 |
| 5.4.3 算法定量分析 |
| 5.4.4 相机空间分辨率对双线列探测器目标检测性能影响分析 |
| 5.4.5 帧间配准精度对双线列探测器目标检测性能影响分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
（7）线阵扫描对空红外小目标捕获模块研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 红外探测器发展现状 |
| 1.2.2 技术与算法研究现状 |
| 1.2.3 存在的主要问题 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 1.4 论文组织结构 |
| 第2章 对空红外小目标捕获模块总体方案设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 对空红外小目标捕获系统 |
| 2.2.1 系统组成 |
| 2.2.2 制冷型红外探测器成像特点分析 |
| 2.2.3 嵌入式实时图像处理系统分析 |
| 2.3 总体方案设计 |
| 2.3.1 系统技术指标分析 |
| 2.3.2 异构计算任务协同技术方案设计 |
| 2.3.3 任务并行化调度协同方案设计 |
| 2.3.4 对空红外小目标捕获算法设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于异构计算的目标捕获任务协同技术 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 异构计算任务协同技术 |
| 3.2.1 双DSP Hypelink互联通信机制 |
| 3.2.2 双DSP中转通信机制 |
| 3.3 任务并行化调度协同技术 |
| 3.3.1 任务并行化分析 |
| 3.3.2 多核并行编程模型 |
| 3.4 不同视场的协同处理机制 |
| 3.4.1 宽视场处理机制 |
| 3.4.2 窄视场处理机制 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 复杂条件下目标捕获的算法性能优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 目标捕获算法基本原理 |
| 4.3 抗探测器及环境干扰的算法优化 |
| 4.3.1 探测器成像质量不稳定 |
| 4.3.2 探测器带来的环境噪声干扰 |
| 4.3.3 复杂背景造成目标短时间丢失 |
| 4.4 抗非合作目标机动性变化的算法优化 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 工程实现及外场试验验证 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 工程实现 |
| 5.2.1 多核DSP的启动方式 |
| 5.2.2 程序固化研究 |
| 5.3 外场试验验证及结果分析 |
| 5.3.1 系统架构设计验证 |
| 5.3.2 模块功能验证 |
| 5.3.3 模块性能验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（8）水面溢油偏振特性及紫外偏振成像技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号缩写说明 |
| 第一章 引言 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 紫外偏振成像技术国内外研究现状 |
| 1.2.1 紫外成像探测技术 |
| 1.2.2 偏振成像探测技术 |
| 1.2.3 紫外偏振光相关研究 |
| 1.3 研究内容与论文安排 |
| 第二章 水面溢油偏振特性与大气辐射传输机制研究 |
| 2.1 辐射偏振传输的Stokes表征及穆勒矩阵 |
| 2.2 辐射传输中的偏振变化 |
| 2.2.1 辐射源的偏振 |
| 2.2.2 介质界面反射与透射的偏振变化 |
| 2.2.3 散射的偏振态变化 |
| 2.3 水面溢油紫外偏振响应分析 |
| 2.3.1 水面溢油的光谱特性 |
| 2.3.2 水面溢油的紫外偏振特性解释 |
| 2.3.3 光滑水面溢油偏振建模 |
| 2.4 水面溢油光谱椭偏参数的测量 |
| 2.4.1 液体椭偏测量方法 |
| 2.4.2 椭偏测量方法在水和油样本中的验证 |
| 2.4.3 油膜样品与油、水的光谱椭偏测量结果分析 |
| 2.4.4 油膜椭偏模型的测量结果 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 水面溢油-大气偏振传输建模与仿真 |
| 3.1 入射光偏振态和水面溢油参数对反射光偏振态的影响 |
| 3.1.1 光谱与偏振响应的关系 |
| 3.1.2 油膜厚度 |
| 3.1.3 空间位置分布关系 |
| 3.1.4 入射光偏振态 |
| 3.1.5 探测带宽 |
| 3.2 大气-水面偏振传输过程的数学表达 |
| 3.2.1 辐射在大气中的偏振传输 |
| 3.2.2 水面目标偏振传输模型 |
| 3.2.3 偏振遥感器传输模型 |
| 3.3 偏振传输方程的求解方法 |
| 3.4 大气-水面溢油紫外偏振传输建模 |
| 3.4.1 大气顶层辐射的约定 |
| 3.4.2 大气模型的建立 |
| 3.4.3 不同气候模型下紫外大气偏振仿真结果 |
| 3.4.4 粗糙表面油膜pBRDF模型 |
| 3.5 紫外大气-水面溢油偏振传输数值仿真结果及分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 紫外偏振成像系统方案设计与误差分析 |
| 4.1 系统总体设计方案与系统组成 |
| 4.1.1 线偏振测量方法 |
| 4.1.2 系统总体设计要求 |
| 4.2 系统辐射信噪比分析 |
| 4.2.1 辐射噪声来源 |
| 4.2.2 单通道辐射信噪比推导 |
| 4.2.3 多通道系统偏振信噪比分析 |
| 4.3 系统偏振误差分析 |
| 4.3.1 消光比的影响 |
| 4.3.2 偏振片安装角度偏差的影响 |
| 4.3.3 轴外视场的偏振误差影响 |
| 4.4 探测器子系统 |
| 4.4.1 紫外响应CMOS探测器介绍 |
| 4.4.2 探测器选择 |
| 4.5 光学子系统 |
| 4.5.1 紫外镜头选型 |
| 4.5.2 紫外滤光片选型 |
| 4.5.3 紫外偏振片选型 |
| 4.6 电子学软硬件子系统要求 |
| 4.7 系统噪声与误差估算 |
| 4.7.1 系统信噪比估算 |
| 4.7.2 系统偏振误差估算 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 紫外偏振成像系统实现 |
| 5.1 系统硬件电路实现 |
| 5.1.1 CMOS探测器驱动模块 |
| 5.1.2 FPGA主控模块 |
| 5.1.3 全双工数据传输模块 |
| 5.1.4 GPS姿态模块 |
| 5.1.5 电源模块 |
| 5.2 FPGA软件设计 |
| 5.2.1 FPGA内部功能架构 |
| 5.2.2 探测器控制时序及图像采集模块设计 |
| 5.2.3 千兆以太网通信设计 |
| 5.2.4 422 通信设计 |
| 5.3 上位机软件实现 |
| 5.4 系统集成装调与性能测试 |
| 5.4.1 成像系统结构组成 |
| 5.4.2 光学装校和MTF测试 |
| 5.4.3 系统信噪比测试 |
| 5.5 系统定标及偏振响应测试 |
| 5.5.1 系统辐射定标方法 |
| 5.5.2 偏振定标方法 |
| 5.5.3 偏振定标误差 |
| 5.5.4 系统偏振响应测试及偏振定标实验 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 外景成像实验与模型验证 |
| 6.1 水面溢油目标实验概述 |
| 6.2 偏振图像预处理技术 |
| 6.2.1 多维双波滤波去噪处理 |
| 6.2.2 偏振成像图像融合处理方法研究 |
| 6.3 水面溢油图像处理及原理验证 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结和展望 |
| 7.1 完成的研究工作总结 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 偏振定标方法数学模型推导过程 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
| 致谢 |
（9）红外面阵搜索系统快速扫描成像像移补偿技术研究与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 红外搜索跟踪系统研究概况 |
| 1.2.1 国外发展概况 |
| 1.2.2 国内发展概况 |
| 1.3 像移补偿技术研究 |
| 1.4 快速反射镜研究现状 |
| 1.4.1 快速反射镜发展概况 |
| 1.4.2 先进控制技术研究现状 |
| 1.5 本文研究内容和章节安排 |
| 1.5.1 研究内容 |
| 1.5.2 章节安排 |
| 第2章 红外面阵搜索系统图像退化研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 动态光学基础理论 |
| 2.2.1 系统坐标系定义 |
| 2.2.2 光学系统及元件作用矩阵 |
| 2.3 动基座对面阵扫描图像视轴影响分析 |
| 2.3.1 船摇对视轴方位、俯仰角度影响 |
| 2.3.2 船摇对周视扫描方位角、俯仰角影响分析 |
| 2.4 像旋分析 |
| 2.4.1 动基座对视场旋转影响分析 |
| 2.4.2 稳定平台下二维搜索像旋分析 |
| 2.5 像移分析 |
| 2.5.1 红外面阵扫描像移计算 |
| 2.5.2 二维搜索像移补偿速率分析 |
| 2.5.3 扫描像移的建模分析 |
| 2.5.4 扫描像移对成像质量的影响分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 快速面阵扫描的像移补偿方案设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 红外面阵搜索系统总体设计 |
| 3.2.1 红外面阵搜索系统功能描述 |
| 3.2.2 红外面阵搜索系统的组成 |
| 3.3 像移补偿技术路线 |
| 3.3.1 方位搜索转台步进扫描技术 |
| 3.3.2 连续扫描凝视成像补偿技术 |
| 3.4 快速扫描补偿光学技术 |
| 3.4.1 物方扫描补偿光学技术 |
| 3.4.2 像方扫描补偿光学技术 |
| 3.5 像方扫描平行光补偿技术要求 |
| 3.5.1 像方扫描视场分析 |
| 3.5.2 平行光补偿技术的偏差分析 |
| 3.6 像移补偿系统的需求分析 |
| 3.6.1 反射镜选取 |
| 3.6.2 驱动电机选型 |
| 3.6.3 补偿控制系统带宽分析 |
| 3.6.4 补偿控制系统的准确度分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 控制系统算法设计与仿真分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 像移补偿系统控制路线 |
| 4.3 方位搜索转台速率实时计算 |
| 4.3.1 光电编码器四倍细分 |
| 4.3.2 增量式光电编码器测速 |
| 4.4 振镜多闭环控制 |
| 4.5 振镜控制策略 |
| 4.5.1 复合控制 |
| 4.5.2 伪微分反馈控制 |
| 4.5.3 模糊自适应控制 |
| 4.6 振镜控制系统建模及分析 |
| 4.6.1 振镜电机数学模型 |
| 4.6.2 电流环设计分析与仿真 |
| 4.6.3 速度环设计分析与仿真 |
| 4.6.4 位置环设计分析与仿真 |
| 4.7 像移补偿伺服系统性能仿真分析 |
| 4.7.1 像移补偿运动轨迹生成 |
| 4.7.2 振镜伺服控制性能仿真 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 补偿伺服系统设计与实现 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 振镜控制系统设计 |
| 5.3 系统硬件设计 |
| 5.3.1 数字控制模块 |
| 5.3.2 模拟驱动模块 |
| 5.3.3 高速高精度位置信息获取 |
| 5.4 软件设计 |
| 5.4.1 外围接口程序 |
| 5.4.2 控制算法开发 |
| 5.4.3 调试系统设计 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 红外面阵搜索系统像移补偿性能评估 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 振镜伺服系统性能测试与分析 |
| 6.2.1 速度环测试 |
| 6.2.2 位置环测试 |
| 6.3 红外面阵搜索系统像移补偿效果成像实验 |
| 6.3.1 实验室靶标成像实验 |
| 6.3.2 系统外场成像实验 |
| 6.4 红外面阵搜索系统像移补偿效果评价 |
| 6.4.1 最小可分辨温差测试 |
| 6.4.2 调制传递函数测试 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（10）无人平台高帧频红外编码成像关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景与意义 |
| 1.2 红外编码成像技术的研究现状 |
| 1.3 红外图像质量提升技术的研究现状 |
| 1.3.1 红外图像非均匀性校正方法 |
| 1.3.2 红外图像超分辨率重建方法 |
| 1.4 本论文课题来源及主要研究内容 |
| 1.4.1 本论文课题来源 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 第二章 基于编码测量的红外高帧频成像 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 红外图像压缩测量 |
| 2.2.1 压缩感知 |
| 2.2.2 测量矩阵 |
| 2.2.3 基于压缩感知的编码成像 |
| 2.3 基于编码测量的高帧频成像 |
| 2.3.1 技术方案 |
| 2.3.2 数学模型 |
| 2.3.3 联合解码重建 |
| 2.4 仿真实验与分析 |
| 2.4.1 数据与平台 |
| 2.4.2 评价指标 |
| 2.4.3 仿真结果与分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于核递归的高保真度非均匀性校正 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于神经网络的非均匀性校正 |
| 3.2.1 校正原理 |
| 3.2.2 校正结果分析 |
| 3.3 基于核递归的高保真度非均匀性校正 |
| 3.3.1 核递归 |
| 3.3.2 校正方法详细步骤 |
| 3.4 仿真实验与分析 |
| 3.4.1 数据与平台 |
| 3.4.2 评价指标 |
| 3.4.3 仿真结果与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于卷积神经网络的红外图像超分辨率重建 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 红外图像超分辨率重建模型 |
| 4.2.1 退化模型 |
| 4.2.2 重建模型 |
| 4.3 基于卷积神经网络的红外图像超分辨率重建 |
| 4.3.1 卷积神经网络 |
| 4.3.2 重建方法详细步骤 |
| 4.4 仿真实验与分析 |
| 4.4.1 数据与平台 |
| 4.4.2 评价指标 |
| 4.4.3 仿真结果与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
四、高帧频的焦平面信号实时处理技术研究（论文参考文献）
- [1]基于高分辨率面阵相机与高光谱成像仪的机载成像系统研究[D]. 黄俊泽. 中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所), 2021(01)
- [2]APD三维激光雷达焦平面阵列读出电路研究[D]. 罗昕杰. 电子科技大学, 2020(01)
- [3]傅里叶光谱焦平面探测与干涉数据处理技术研究[D]. 高聪. 中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所), 2020(03)
- [4]多抽头EMCCD时序控制及非均匀性校正研究[D]. 刘玲钰. 中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所), 2020(08)
- [5]红外探测系统中点目标的检测与识别技术研究[D]. 赵本东. 国防科技大学, 2019(01)
- [6]新型探测体制下红外弱小目标检测技术研究[D]. 高金艳. 国防科技大学, 2019(01)
- [7]线阵扫描对空红外小目标捕获模块研制[D]. 王冲. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [8]水面溢油偏振特性及紫外偏振成像技术研究[D]. 李清灵. 中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所), 2019(03)
- [9]红外面阵搜索系统快速扫描成像像移补偿技术研究与实现[D]. 陈超帅. 中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所), 2018(05)
- [10]无人平台高帧频红外编码成像关键技术研究[D]. 吴金莎. 西安电子科技大学, 2018(02)