基本信息
書名:紅外圖像處理理論與技術
定價:65.00元
作者:陳錢
齣版社:電子工業齣版社
齣版日期:2017-08-01
ISBN:9787121323911
字數:
頁碼:260
版次:1
裝幀:平裝
開本:16開
商品重量:0.4kg
編輯推薦
適讀人群 :本書可作為高等學校光電等相關專業的基礎教材,也可供相關領域的工程技術人員學習、參考。
對紅外成像開發理論和技術的全麵總結
內容提要
本書是作者近二十年來對紅外成像開發理論和技術的全麵總結,是作者搜集瞭外*新研究成果,並在研究生講稿的基礎上改編的。本書分7章,主要內容包括:~2章介紹紅外探測器的成像原理;第3章介紹紅外成像的硬件係統設計;第4章介紹紅外圖像的非均勻性校正算法;第5章介紹紅外圖像的數字細節增強算法;第6章介紹紅外圖像的超分辨率處理技術;第7章介紹紅外成像係統的測試方法。 本書可作為高等學校光電等相關專業的基礎教材,也可供相關領域的工程技術人員學習、參考。
目錄
目 錄
章 緒論 1
1.1 紅外輻射 1
1.1.1 引言 1
1.1.2 紅外輻射定律與特性 2
1.1.3 紅外輻射在大氣中的傳輸 3
1.1.4 紅外光學係統 4
1.2 熱成像技術 7
1.2.1 熱成像技術解決的基本問題 8
1.2.2 熱成像技術的作用與地位 8
1.2.3 熱成像技術的軍事應用 9
1.2.4 熱成像技術在國民經濟領域的應用 11
1.3 紅外探測器與熱成像技術的關係 12
第2章 紅外焦平麵陣列 14
2.1 紅外焦平麵陣列簡介 14
2.1.1 掃描型和凝視型紅外焦平麵陣列 14
2.1.2 紅外焦平麵陣列的結構 15
2.1.3 典型的紅外焦平麵陣列 15
2.2 熱絕緣結構的重要性 16
2.3 主要熱探測機理 19
2.3.1 熱電探測器和鐵電測輻射熱計 20
2.3.2 熱電耦探測器 22
2.3.3 電阻微測輻射熱計 23
2.3.4 電阻微測輻射熱計的模型 25
2.3.5 溫差電探測器 35
2.4 重要極限 36
2.4.1 溫度波動噪聲極限 36
2.4.2 背景波動噪聲極限 37
2.4.3 非製冷熱成像焦平麵陣列設計 40
2.5 非製冷凝視紅外焦平麵讀齣電路 41
2.5.1 紅外焦平麵陣列讀齣電路讀齣方式 42
2.5.2 非製冷紅外焦平麵陣列輸入電路 44
2.6 非製冷凝視紅外焦平麵成像模型 49
第3章 紅外成像電子係統設計 53
3.1 引言 53
3.2 低噪聲偏置電壓及高精度數字信號的實現 53
3.3 多次采樣濾波技術 63
3.4 紅外焦平麵自適應偏置電壓技術 65
3.5 係統構架搭建 69
3.5.1 Qsys平颱Avalon總綫和Nios處理器 69
3.5.2 基於Qsys平颱和Avalon總綫的係統架構 72
3.5.3 基於Qsys平颱和Avalon總綫的模塊算法實現 83
第4章 紅外圖像的非均勻性校正 96
4.1 非均勻性定義 96
4.2 非均勻性成因 97
4.3 常用的非均勻性校正方法 99
4.3.1 基於定標的非均勻性校正算法 99
4.3.2 基於場景的非均勻性校正算法 104
4.4 單幀非均勻性去條紋算法 116
4.4.1 基於邊緣灰度級共生矩陣條紋非均勻性校正方法 116
4.4.2 基於中間均衡直方圖條紋非均勻性校正方法 119
4.4.3 基於全變分的條紋非均勻性校正方法 120
4.4.4 基於相鄰灰度繼承的條紋非均勻性校正方法 123
4.4.5 基於自適應灰度調整的條紋非均勻性校正方法 126
4.4.6 基於常數先驗的條紋非均勻性校正方法 128
第5章 紅外圖像細節增強 131
5.1 紅外圖像細節增強的意義和概述 131
5.2 基於頻域和空域紅外圖像細節增強技術 132
5.3 基於雙邊濾波的紅外圖像細節增強技術 134
5.4 基於混閤濾波紅外圖像細節增強技術 137
5.5 基於傅裏葉變換的紅外圖像細節增強技術 139
5.6 基於直方圖的紅外圖像細節增強技術 141
5.6.1 基於梯度直方圖的紅外圖像細節增強技術 142
5.6.2 於自適應雙平颱直方圖均衡細節增強算法 143
5.7 新型紅外圖像細節增強技術 146
5.7.1 基於Retinex紅外圖像細節增強技術 146
5.7.2 基於小波的紅外圖像細節增強技術 148
5.7.3 基於模糊域理論的紅外圖像細節增強技術 150
第6章 紅外圖像的超分辨率處理技術 153
6.1 引言 153
6.2 非製冷凝視紅外焦平麵微掃描理論 153
6.2.1 微掃描成像的理論基礎 154
6.2.2 微掃描成像方案比較 161
6.2.3 改進的平闆光學元件微掃描方案及鍺片傾斜角度模型 165
6.3 微掃描成像技術的具體實現 170
6.3.1 紅外光學係統選取 171
6.3.2 微掃描器的設計 175
6.3.3 驅動電機的選取 182
6.4 圖像超分辨率重建算法 186
6.4.1 基於邊緣定位的多幀紅外微掃描圖像位移誤差補償 187
6.4.2 基於主結構分離的稀疏錶示單幀圖像超分辨率重建 193
6.4.3 基於流形正則協同支持的單幀圖像超分辨率重建 203
第7章 紅外成像係統的測試方法 211
7.1 紅外探測器參數測試方法 211
7.2 基於虛擬儀器的可視化多模式測試與仿真係統 212
7.2.1 虛擬儀器技術 212
7.2.2 基於虛擬儀器的可視化多模式測試與仿真係統組成 214
7.2.3 係統工作原理 216
7.3 凝視焦平麵探測器參數測試技術 217
7.3.1 凝視焦平麵探測器組件 217
7.3.2 凝視焦平麵探測器盲元測試技術研究 219
7.3.3 凝視焦平麵探測器非均勻性測試技術研究 229
7.4 紅外成像機芯測試方法 232
7.4.1 NETD噪聲等效溫差的測試 232
7.4.2 MRTD小可分辨溫差的測試 233
7.4.3 MTF調製傳遞函數的測試 235
7.4.4 MDTD小可探測溫差的測試 237
7.4.5 紅外整機性能測試 238
參考文獻 242
作者介紹
陳錢,教授,南京理工大學校長助理。美國光學學會會員,中國光學學會會員,江蘇省光學學會副會長,總裝光電火控組專傢。主持和參與國傢重大型號、專項、重點預研和基金等科研任務19項,獲國傢科技進步二等奬1項、省部級科技進步一、二等奬3項。獲教育部首屆青年教師奬、江蘇省第六屆青年科技奬、江蘇省第三屆十大傑齣發明人和江蘇省青年科技創業十大明星提名奬,入選首批'新世紀百韆萬人纔工程”***人選,享受特殊津貼。齣版專著一部,申請36項,授權13項,發錶學術論文100餘篇,56篇被SCI和EI收錄。
文摘
序言
這本書的閱讀體驗是極其“沉浸式”的。作者的敘事風格非常具有個人特色,那種老派學者的沉穩中帶著一絲對未知領域探索的激情。不同於市麵上許多技術書籍那種生硬的、仿佛由多個獨立模塊拼湊而成的感覺,這本書的章節之間,就像是自然河流的支流匯入乾流,過渡得天衣無縫。比如,從基礎的輻射測量講到圖像采集,再到後處理,每一步的銜接都伴隨著“為瞭解決上一步遺留的問題,我們引入瞭下一步的工具”這樣的邏輯導嚮。這種連貫性,使得讀者在閱讀過程中,能夠清晰地構建起一套完整的知識體係,而不是零散地記憶一個個孤立的知識點。而且,書中使用的圖例和示意圖,雖然看起來樸實無華,但標注得極其清晰到位,很多關鍵的物理過程,僅僅通過一張圖就能立刻豁然開朗,這在需要大量可視化輔助理解的領域中,是極其寶貴的財富。
評分這本書在技術深度上的挖掘,絕對是同類書籍中的一股清流。它沒有滿足於停留在“是什麼”的層麵,而是深入探討瞭“為什麼會是這樣”的物理機製。例如,在講解噪聲抑製技術時,作者沒有簡單地堆砌各種濾波器公式,而是花費瞭大量的篇幅去分析不同類型的紅外傳感器在實際工作環境中産生的特定噪聲源(比如1/f噪聲、熱噪聲等)的物理機理,並據此推導齣最適閤特定場景的優化策略。這對於那些希望將理論應用於實際工程項目中、力求達到最優性能的工程師而言,簡直是寶藏。我尤其欣賞其中關於大氣窗口傳輸效應的建模部分,它引入瞭復雜的氣象參數模型,並結閤實際的測量數據進行擬閤驗證,這種嚴謹的實證精神,極大地增強瞭書中理論的可信度和實用價值。讀完這一部分,我感覺自己對紅外成像的“環境適應性”有瞭脫胎換骨的認識,不再是模糊的“看天氣吃飯”,而是有瞭可量化、可預測的理論支撐。
評分我注意到,本書在理論介紹之餘,非常注重與前沿研究的結閤。盡管它涵蓋瞭大量的經典基礎內容,但貫穿始終的是一種麵嚮未來的視野。書中對超分辨率重建、多模態融閤等新興技術在紅外領域的應用探索,描述得深入淺齣。作者並非僅僅羅列瞭已有的研究成果,而是巧妙地指齣瞭現有方法的局限性以及未來可能的研究方嚮,這種“前瞻性點評”的寫作手法,極大地激發瞭讀者的創新思維。例如,在討論深度學習在紅外圖像去噪中的應用時,作者沒有直接采用現成的網絡結構,而是先梳理瞭傳統方法在處理非高斯噪聲時的瓶頸,然後引齣深度網絡作為一種更靈活的非綫性擬閤工具的必要性,這種循序漸進的引導,讓人感覺自己不隻是在學習知識,更是在參與一場學術思辨。這本書可以說是為那些希望站在現有技術製高點上,眺望下一個研究熱點的讀者準備的地圖。
評分這本書的排版和印刷質量,對於一本專業技術書籍來說,至關重要。我必須贊揚其在細節處理上的用心。字體選擇上,既保證瞭數學公式和符號的清晰可辨,又避免瞭長時間閱讀帶來的視覺疲勞。最難得的是,對於那些復雜的數學推導過程,作者采用瞭清晰的層級縮進和恰當的留白,使得那些冗長的方程組看起來不再是令人望而生畏的“公式牆”。很多理工科書籍在這方麵處理得比較粗糙,但這本書明顯是經過瞭細緻的校對和排版優化。此外,書中所引用的參考文獻列錶非常詳盡且規範,這為我後續想要深入鑽研特定子領域提供瞭可靠的導航。總的來說,這本書在提供堅實理論基石的同時,展現齣瞭對讀者閱讀舒適度的極緻尊重,使得原本枯燥的技術學習過程,變成瞭一種享受。
評分這本書的封麵設計頗具匠心,那種深邃的墨綠色調,配上簡約的白色字體,一眼望去就給人一種嚴謹而專業的視覺感受。裝幀的質感也相當不錯,拿在手裏沉甸甸的,暗示瞭內容的厚重。我特彆欣賞它在章節布局上的處理,邏輯鏈條清晰得像是精心鋪設的軌道。初翻目錄時,那些基礎概念的介紹部分,用詞精準,幾乎沒有冗餘的贅述,能迅速將讀者帶入到紅外成像的核心世界觀中。比如,它對黑體輻射定律的闡述,不是簡單地羅列公式,而是穿插瞭實際應用場景的對比分析,這對於初學者來說,極大地降低瞭理論的抽象門檻。更讓我驚喜的是,作者在介紹一些經典算法時,不僅給齣瞭理論推導,還用流程圖的形式直觀地展示瞭數據流嚮和處理步驟。我感覺作者是真正站在一個“教學者”的角度來組織材料,力求讓每一個復雜的概念都能被不同認知水平的讀者所吸收。這種對細節的把控,使得整本書讀起來非常順暢,幾乎沒有卡殼的地方,是那種可以反復研讀,每次都能找到新收獲的工具書範本。
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