基本信息
书名:红外图像处理理论与技术
定价:65.00元
作者:陈钱
出版社:电子工业出版社
出版日期:2017-08-01
ISBN:9787121323911
字数:
页码:260
版次:1
装帧:平装
开本:16开
商品重量:0.4kg
编辑推荐
适读人群 :本书可作为高等学校光电等相关专业的基础教材,也可供相关领域的工程技术人员学习、参考。
对红外成像开发理论和技术的全面总结
内容提要
本书是作者近二十年来对红外成像开发理论和技术的全面总结,是作者搜集了外*新研究成果,并在研究生讲稿的基础上改编的。本书分7章,主要内容包括:~2章介绍红外探测器的成像原理;第3章介绍红外成像的硬件系统设计;第4章介绍红外图像的非均匀性校正算法;第5章介绍红外图像的数字细节增强算法;第6章介绍红外图像的超分辨率处理技术;第7章介绍红外成像系统的测试方法。 本书可作为高等学校光电等相关专业的基础教材,也可供相关领域的工程技术人员学习、参考。
目录
目 录
章 绪论 1
1.1 红外辐射 1
1.1.1 引言 1
1.1.2 红外辐射定律与特性 2
1.1.3 红外辐射在大气中的传输 3
1.1.4 红外光学系统 4
1.2 热成像技术 7
1.2.1 热成像技术解决的基本问题 8
1.2.2 热成像技术的作用与地位 8
1.2.3 热成像技术的军事应用 9
1.2.4 热成像技术在国民经济领域的应用 11
1.3 红外探测器与热成像技术的关系 12
第2章 红外焦平面阵列 14
2.1 红外焦平面阵列简介 14
2.1.1 扫描型和凝视型红外焦平面阵列 14
2.1.2 红外焦平面阵列的结构 15
2.1.3 典型的红外焦平面阵列 15
2.2 热绝缘结构的重要性 16
2.3 主要热探测机理 19
2.3.1 热电探测器和铁电测辐射热计 20
2.3.2 热电耦探测器 22
2.3.3 电阻微测辐射热计 23
2.3.4 电阻微测辐射热计的模型 25
2.3.5 温差电探测器 35
2.4 重要极限 36
2.4.1 温度波动噪声极限 36
2.4.2 背景波动噪声极限 37
2.4.3 非制冷热成像焦平面阵列设计 40
2.5 非制冷凝视红外焦平面读出电路 41
2.5.1 红外焦平面阵列读出电路读出方式 42
2.5.2 非制冷红外焦平面阵列输入电路 44
2.6 非制冷凝视红外焦平面成像模型 49
第3章 红外成像电子系统设计 53
3.1 引言 53
3.2 低噪声偏置电压及高精度数字信号的实现 53
3.3 多次采样滤波技术 63
3.4 红外焦平面自适应偏置电压技术 65
3.5 系统构架搭建 69
3.5.1 Qsys平台Avalon总线和Nios处理器 69
3.5.2 基于Qsys平台和Avalon总线的系统架构 72
3.5.3 基于Qsys平台和Avalon总线的模块算法实现 83
第4章 红外图像的非均匀性校正 96
4.1 非均匀性定义 96
4.2 非均匀性成因 97
4.3 常用的非均匀性校正方法 99
4.3.1 基于定标的非均匀性校正算法 99
4.3.2 基于场景的非均匀性校正算法 104
4.4 单帧非均匀性去条纹算法 116
4.4.1 基于边缘灰度级共生矩阵条纹非均匀性校正方法 116
4.4.2 基于中间均衡直方图条纹非均匀性校正方法 119
4.4.3 基于全变分的条纹非均匀性校正方法 120
4.4.4 基于相邻灰度继承的条纹非均匀性校正方法 123
4.4.5 基于自适应灰度调整的条纹非均匀性校正方法 126
4.4.6 基于常数先验的条纹非均匀性校正方法 128
第5章 红外图像细节增强 131
5.1 红外图像细节增强的意义和概述 131
5.2 基于频域和空域红外图像细节增强技术 132
5.3 基于双边滤波的红外图像细节增强技术 134
5.4 基于混合滤波红外图像细节增强技术 137
5.5 基于傅里叶变换的红外图像细节增强技术 139
5.6 基于直方图的红外图像细节增强技术 141
5.6.1 基于梯度直方图的红外图像细节增强技术 142
5.6.2 于自适应双平台直方图均衡细节增强算法 143
5.7 新型红外图像细节增强技术 146
5.7.1 基于Retinex红外图像细节增强技术 146
5.7.2 基于小波的红外图像细节增强技术 148
5.7.3 基于模糊域理论的红外图像细节增强技术 150
第6章 红外图像的超分辨率处理技术 153
6.1 引言 153
6.2 非制冷凝视红外焦平面微扫描理论 153
6.2.1 微扫描成像的理论基础 154
6.2.2 微扫描成像方案比较 161
6.2.3 改进的平板光学元件微扫描方案及锗片倾斜角度模型 165
6.3 微扫描成像技术的具体实现 170
6.3.1 红外光学系统选取 171
6.3.2 微扫描器的设计 175
6.3.3 驱动电机的选取 182
6.4 图像超分辨率重建算法 186
6.4.1 基于边缘定位的多帧红外微扫描图像位移误差补偿 187
6.4.2 基于主结构分离的稀疏表示单帧图像超分辨率重建 193
6.4.3 基于流形正则协同支持的单帧图像超分辨率重建 203
第7章 红外成像系统的测试方法 211
7.1 红外探测器参数测试方法 211
7.2 基于虚拟仪器的可视化多模式测试与仿真系统 212
7.2.1 虚拟仪器技术 212
7.2.2 基于虚拟仪器的可视化多模式测试与仿真系统组成 214
7.2.3 系统工作原理 216
7.3 凝视焦平面探测器参数测试技术 217
7.3.1 凝视焦平面探测器组件 217
7.3.2 凝视焦平面探测器盲元测试技术研究 219
7.3.3 凝视焦平面探测器非均匀性测试技术研究 229
7.4 红外成像机芯测试方法 232
7.4.1 NETD噪声等效温差的测试 232
7.4.2 MRTD小可分辨温差的测试 233
7.4.3 MTF调制传递函数的测试 235
7.4.4 MDTD小可探测温差的测试 237
7.4.5 红外整机性能测试 238
参考文献 242
作者介绍
陈钱,教授,南京理工大学校长助理。美国光学学会会员,中国光学学会会员,江苏省光学学会副会长,总装光电火控组专家。主持和参与国家重大型号、专项、重点预研和基金等科研任务19项,获国家科技进步二等奖1项、省部级科技进步一、二等奖3项。获教育部首届青年教师奖、江苏省第六届青年科技奖、江苏省第三届十大杰出发明人和江苏省青年科技创业十大明星提名奖,入选首批'新世纪百千万人才工程”***人选,享受特殊津贴。出版专著一部,申请36项,授权13项,发表学术论文100余篇,56篇被SCI和EI收录。
文摘
序言
这本书在技术深度上的挖掘,绝对是同类书籍中的一股清流。它没有满足于停留在“是什么”的层面,而是深入探讨了“为什么会是这样”的物理机制。例如,在讲解噪声抑制技术时,作者没有简单地堆砌各种滤波器公式,而是花费了大量的篇幅去分析不同类型的红外传感器在实际工作环境中产生的特定噪声源(比如1/f噪声、热噪声等)的物理机理,并据此推导出最适合特定场景的优化策略。这对于那些希望将理论应用于实际工程项目中、力求达到最优性能的工程师而言,简直是宝藏。我尤其欣赏其中关于大气窗口传输效应的建模部分,它引入了复杂的气象参数模型,并结合实际的测量数据进行拟合验证,这种严谨的实证精神,极大地增强了书中理论的可信度和实用价值。读完这一部分,我感觉自己对红外成像的“环境适应性”有了脱胎换骨的认识,不再是模糊的“看天气吃饭”,而是有了可量化、可预测的理论支撑。
评分这本书的封面设计颇具匠心,那种深邃的墨绿色调,配上简约的白色字体,一眼望去就给人一种严谨而专业的视觉感受。装帧的质感也相当不错,拿在手里沉甸甸的,暗示了内容的厚重。我特别欣赏它在章节布局上的处理,逻辑链条清晰得像是精心铺设的轨道。初翻目录时,那些基础概念的介绍部分,用词精准,几乎没有冗余的赘述,能迅速将读者带入到红外成像的核心世界观中。比如,它对黑体辐射定律的阐述,不是简单地罗列公式,而是穿插了实际应用场景的对比分析,这对于初学者来说,极大地降低了理论的抽象门槛。更让我惊喜的是,作者在介绍一些经典算法时,不仅给出了理论推导,还用流程图的形式直观地展示了数据流向和处理步骤。我感觉作者是真正站在一个“教学者”的角度来组织材料,力求让每一个复杂的概念都能被不同认知水平的读者所吸收。这种对细节的把控,使得整本书读起来非常顺畅,几乎没有卡壳的地方,是那种可以反复研读,每次都能找到新收获的工具书范本。
评分我注意到,本书在理论介绍之余,非常注重与前沿研究的结合。尽管它涵盖了大量的经典基础内容,但贯穿始终的是一种面向未来的视野。书中对超分辨率重建、多模态融合等新兴技术在红外领域的应用探索,描述得深入浅出。作者并非仅仅罗列了已有的研究成果,而是巧妙地指出了现有方法的局限性以及未来可能的研究方向,这种“前瞻性点评”的写作手法,极大地激发了读者的创新思维。例如,在讨论深度学习在红外图像去噪中的应用时,作者没有直接采用现成的网络结构,而是先梳理了传统方法在处理非高斯噪声时的瓶颈,然后引出深度网络作为一种更灵活的非线性拟合工具的必要性,这种循序渐进的引导,让人感觉自己不只是在学习知识,更是在参与一场学术思辨。这本书可以说是为那些希望站在现有技术制高点上,眺望下一个研究热点的读者准备的地图。
评分这本书的排版和印刷质量,对于一本专业技术书籍来说,至关重要。我必须赞扬其在细节处理上的用心。字体选择上,既保证了数学公式和符号的清晰可辨,又避免了长时间阅读带来的视觉疲劳。最难得的是,对于那些复杂的数学推导过程,作者采用了清晰的层级缩进和恰当的留白,使得那些冗长的方程组看起来不再是令人望而生畏的“公式墙”。很多理工科书籍在这方面处理得比较粗糙,但这本书明显是经过了细致的校对和排版优化。此外,书中所引用的参考文献列表非常详尽且规范,这为我后续想要深入钻研特定子领域提供了可靠的导航。总的来说,这本书在提供坚实理论基石的同时,展现出了对读者阅读舒适度的极致尊重,使得原本枯燥的技术学习过程,变成了一种享受。
评分这本书的阅读体验是极其“沉浸式”的。作者的叙事风格非常具有个人特色,那种老派学者的沉稳中带着一丝对未知领域探索的激情。不同于市面上许多技术书籍那种生硬的、仿佛由多个独立模块拼凑而成的感觉,这本书的章节之间,就像是自然河流的支流汇入干流,过渡得天衣无缝。比如,从基础的辐射测量讲到图像采集,再到后处理,每一步的衔接都伴随着“为了解决上一步遗留的问题,我们引入了下一步的工具”这样的逻辑导向。这种连贯性,使得读者在阅读过程中,能够清晰地构建起一套完整的知识体系,而不是零散地记忆一个个孤立的知识点。而且,书中使用的图例和示意图,虽然看起来朴实无华,但标注得极其清晰到位,很多关键的物理过程,仅仅通过一张图就能立刻豁然开朗,这在需要大量可视化辅助理解的领域中,是极其宝贵的财富。
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