資源描述：
《車載熱成像夜視儀關(guān)鍵技術(shù)研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、博士學(xué)位論文車載熱成像夜視儀關(guān)鍵技術(shù)研究作者姓名：石永彪指導(dǎo)教師:張湧研究員博士生導(dǎo)師中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所學(xué)位類別:工學(xué)博士學(xué)科專業(yè):物理電子學(xué)培養(yǎng)單位:中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所2018年6月中國科學(xué)院大學(xué)研究生學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究工作所取得的成果。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對論文所涉及的研究工作做出貢獻的其他個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明或致謝。作者簽名：日期：中國科學(xué)院大學(xué)學(xué)位論文授權(quán)使用聲明本人完全了解并同意遵守中國科學(xué)院有關(guān)保存和使用學(xué)
2、位論文的規(guī)定，即中國科學(xué)院有權(quán)保留送交學(xué)位論文的副本，允許該論文被查閱，可以按照學(xué)術(shù)研究公開原則和保護知識產(chǎn)權(quán)的原則公布該論文的全部或部分內(nèi)容，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存、匯編本學(xué)位論文。涉密及延遲公開的學(xué)位論文在解密或延遲期后適用本聲明。作者簽名：導(dǎo)師簽名：日期：日期：ResearchonKeyTechnologiesofVehicleMountedThermalImagingNightVisionSystemAdissertationsubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesinpartialfulfillmentofthe
3、requirementforthedegreeofDoctorofEngineeringinPhysicalElectronicsByShiYongbiaoSupervisor:ProfessorZhangYongShanghaiInstituteofTechnicalPhysics,ChineseAcademyofSciencesJune2018摘要摘要紅外熱成像系統(tǒng)的工作狀態(tài)受外界照明條件、不良天氣影響較小，在夜間或者雨雪等天氣條件下，作為一種輔助駕駛設(shè)備能夠有效提升駕駛員的環(huán)境感知能力，增強了駕駛員和道路弱勢使用者的生命安全保障?；诖?，本文設(shè)計了一款低功耗、小體積、高性價比的車載熱
4、成像夜視儀。系統(tǒng)采用FPGA與多核異構(gòu)處理器為運算核心，實現(xiàn)了紅外成像、圖像預(yù)處理、行人檢測等功能。本文基于某國產(chǎn)非制冷紅外探測器提出了車載熱成像夜視儀系統(tǒng)的設(shè)計方案，針對小型化和低功耗的需求，選取了高性能、低功耗、小尺寸封裝的核心芯片，并設(shè)計了板間級聯(lián)的方案。系統(tǒng)硬件電路由紅外探測器驅(qū)動板、FPGA圖像預(yù)處理板、信號綜合處理板組成。為使夜視儀獲得良好的性能，本文在分析紅外圖像特征的基礎(chǔ)上，對紅外圖像的非均勻性校正、動態(tài)范圍壓縮和細節(jié)增強方法進行了研究。針對傳統(tǒng)的非均勻性校正方法存在的不足之處，提出了一種改進的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的校正方法，該方法使用非局部均值濾波器獲取期望圖像，并且通過對場景的
5、運動判斷決定校正參數(shù)是否更新，減少了圖像長時間靜止再運動時的“鬼影”現(xiàn)象的出現(xiàn)。實驗結(jié)果表明，相對于傳統(tǒng)算法該方法校正效果好、收斂速度快。對于獲取的高動態(tài)范圍紅外圖像，本文使用了一種基于雙邊濾波器的局部對比度保持算法，對分層處理后的基本層圖像進行動態(tài)范圍壓縮和局部對比度保持，對細節(jié)層圖像自適應(yīng)放大細節(jié)信息并且抑制圖像中的噪聲，最后將處理后的分層圖像進行加權(quán)疊加，得到增強后的8bit圖像。針對不同場景的紅外圖像進行了實驗，結(jié)果表明與其他常用算法相比本文算法有效的提高了圖像的對比度，并保留了邊緣細節(jié)信息。在此基礎(chǔ)上，本文提出了一種簡化的基于雙邊濾波的增強算法，該方法使用了細節(jié)增強和平臺直方圖均
6、衡技術(shù)實現(xiàn)了紅外圖像的增強。最后在系統(tǒng)的FPGA圖像預(yù)處理板上完成了圖像非均勻性校正算法和簡化的增強算法，在確保圖像預(yù)處理效果的同時提升了系統(tǒng)的實時性。車載熱成像夜視儀的行人檢測功能是本文的一個重要研究內(nèi)容。針對紅外圖像中行人的亮度和輪廓信息，提出了用于紅外行人的聚合通道特征檢測方法，測試結(jié)果表明，該算法具有較好的檢測準(zhǔn)確度和較高的實時性。最后對該算法進行優(yōu)化，在本系統(tǒng)的多核異構(gòu)處理器DM8148平臺上進行移植實現(xiàn)。移植過程中充I車載熱成像夜視儀關(guān)鍵技術(shù)研究分考慮了處理器各內(nèi)核的特性以及核間的通信和同步問題，將算法分成不同模塊在各處理器上進行了實現(xiàn)，提高了行人檢測算法的運行效率。最后對本文
7、所設(shè)計的車載熱成像夜視儀性能進行了測試，功耗約為3W，并且系統(tǒng)夜視距離遠，成像效果清晰，行人檢測效果較好，實現(xiàn)了車載夜視系統(tǒng)的低功耗、低成本、高穩(wěn)定性的需求。關(guān)鍵詞：車載熱成像夜視儀，紅外圖像預(yù)處理，紅外行人檢測，實時圖像處理IIAbstractAbstractTheinfraredthermalimagingsystemislessaffectedbyexternallightingandadverseweatherc
