發(fā)布時(shí)間：2021-11-19 10:40

　　隨著紅外圖像在軍事國(guó)防、居民生活等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,提高紅外圖像分辨率已經(jīng)成為人們研究的重點(diǎn)。微掃描紅外成像技術(shù)對(duì)于紅外圖像分辨率的提升有很大幫助,但由于硬件條件的限制,難以繼續(xù)從硬件方面提高圖像分辨率,超分辨重建技術(shù)可以處理具有互補(bǔ)信息的多幀低分辨率圖像,而在無(wú)需更改硬件系統(tǒng)的條件下來(lái)重建一幅或多幅清晰的高分辨率圖像。所以,利用已有的多幀低分辨率紅外圖像信息來(lái)進(jìn)行超分辨重建并提高圖像重建質(zhì)量成為研究的熱門話題。本文以微掃描紅外圖像為主要研究目標(biāo),從基于重建和學(xué)習(xí)的方法角度入手,進(jìn)行紅外圖像超分辨研究。首先對(duì)微掃描紅外超分辨率成像理論基礎(chǔ)與現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行理論研究,包括紅外成像技術(shù)、微掃描技術(shù)、圖像超分辨重建方法和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等。隨后,針對(duì)微掃描紅外圖像特點(diǎn)對(duì)多幀圖像超分辨算法——凸集投影算法（Projection Onto Convex Sets,POCS）進(jìn)行改進(jìn),包括運(yùn)動(dòng)估計(jì)以及圖像邊緣增強(qiáng)。其中,針對(duì)微掃描紅外圖像存在亞像素位移以及旋轉(zhuǎn)的特點(diǎn),選取相位法作為研究,采用窗口函數(shù)以及Fourier-Mellin變換進(jìn)行減小混疊的影響和提高運(yùn)動(dòng)估計(jì)精度;在參考幀修正方面,采用后處理,引入基于學(xué)... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

紅外成

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-10-111111111121212434343121212434343121212434343222222222444444444333333333低分辨率圖像1低分辨率圖像2低分辨率圖像3低分辨率圖像4高分辨率圖像圖2-32×2微掃描成像原理圖目前現(xiàn)有的微掃描紅外超分辨成像系統(tǒng)主要分為軟硬件兩部分，組成如圖2-4所示。原始圖像光學(xué)系統(tǒng)微位移控制系統(tǒng)焦平面探測(cè)器原始圖像圖像采集卡超分辨重建程序驅(qū)動(dòng)控制程序顯示控制程序目標(biāo)圖像圖像采集硬件系統(tǒng)軟件處理系統(tǒng)圖2-4微掃描超分辨成像系統(tǒng)組成框圖2.4圖像超分辨重建通過(guò)超分辨率重建技術(shù)重建后的圖像不僅增加了圖像像素的數(shù)量，而且還增加了低分辨率圖像本身不包含的詳細(xì)信息，說(shuō)明超分辨重建本身是個(gè)病態(tài)問(wèn)題[41]。超分辨重建一般是建立成像模型，模擬噪聲添加，再引入先驗(yàn)知識(shí)，由此可以看出重建的思路非常清晰，解決超分辨率重建問(wèn)題的方法是唯一的，并且可以重建出令人滿意的高分辨率圖像。超分辨重建技術(shù)研究可分為多方面，本節(jié)主要從圖像退化模型、超分辨理論基儲(chǔ)目前常用的超分辨方法以及圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)介紹超分辨重建

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-13-得出其他未知間隔的值。換言之，解析函數(shù)可以基于任何區(qū)間中給解析函數(shù)的值來(lái)得出總函數(shù)。根據(jù)此原理，可以推斷得到一幅空域有界的圖像譜函數(shù)一定為解析函數(shù)。由于頻譜函數(shù)F(u)在低頻內(nèi)是可知的，從中可以得出超出圖像采集系統(tǒng)截止頻率之外的高頻信息，從而可以進(jìn)行圖像重建。SR重建圖2-8超分辨重建效果圖2.信息疊加理論頻譜函數(shù)F(u)有兩部分組成，這兩部分包括低頻范圍內(nèi)的()1Fu和高頻范圍內(nèi)的()2Fu，公式可表示為：()(()())()1211Fu=Fu+Fusincx(2-7)式中，()1Fu——頻譜函數(shù)的低頻分量()2Fu——頻譜函數(shù)的高頻分量如果可以分離圖像頻譜的高頻和低頻部分，則可以使用低分辨率序列圖像輕松地重建高分辨率圖像。3.非線性理論在生活的實(shí)際應(yīng)用中，紅外成像系統(tǒng)在圖像采集過(guò)程中會(huì)伴有不同類型的噪聲，前兩種理論沒(méi)有考慮噪聲對(duì)成像質(zhì)量的影響。在理想狀態(tài)下，圖像符合非負(fù)性和有界性。但實(shí)際上，系統(tǒng)和環(huán)境噪聲會(huì)破壞圖像的這種特性。因此，為了解決這個(gè)問(wèn)題，有必要對(duì)高分辨率圖像重建算法增加限制。相應(yīng)的非線性計(jì)算將增加這些限制，但同時(shí)也會(huì)伴隨著高頻信息，可以考慮通過(guò)不斷調(diào)整伴隨約束的高頻信息來(lái)獲得高分辨率圖像的重建目的。從超分辨率重建的解析延拓理論、信息疊加理論和非線性理論的三個(gè)基本理論可以看出，引入圖像先驗(yàn)約束條件可以在很大程度上保持圖像包含信

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于小波變換與圖像融合算法的紅外圖像增強(qiáng)技術(shù)研究[J]. 李世偉,熊衛(wèi)兵,張猛.  電子技術(shù)與軟件工程. 2015(14)
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[8]基于徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的超分辨率圖像重建[J]. 朱福珍,李金宗,朱兵,李冬冬,楊學(xué)峰.  光學(xué)精密工程. 2010(06)
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博士論文
[1]紅外成像系統(tǒng)超分辨率重建技術(shù)研究[D]. 李方彪.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2018
[2]基于POCS的紅外弱小目標(biāo)超分辨率復(fù)原算法研究[D]. 陳健.中國(guó)科學(xué)院研究生院(長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2014

碩士論文
[1]基于微掃描的紅外超分辨率成像技術(shù)研究[D]. 劉琴.重慶郵電大學(xué) 2016
[2]紅外圖像的超分辨率重構(gòu)算法研究[D]. 相鵬鵬.華南理工大學(xué) 2016
[3]紅外顯微圖像超分辨重建算法研究[D]. 陳景楊.北京理工大學(xué) 2015
[4]顯微熱成像系統(tǒng)微掃描理論與技術(shù)研究[D]. 顧海華.燕山大學(xué) 2013
[5]紅外序列圖像超分辨率重建算法研究[D]. 申恒艷.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009



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