紅外圖像分析關鍵技術研究.pdf

1、隨著第三代非致冷焦平面探測器的日益普及，紅外熱像儀作為一種非接觸在線面掃描測溫裝置，已經廣泛應用與電力、石油、建筑、軍工等國民經濟的重要行業(yè)。 紅外分析軟件作為紅外測溫技術應用的核心，其涉及的紅外圖像處理技術近年來成為一熱點研究方向。本文針對紅外測溫及分析應用的若干關鍵問題提出了一系列解決方案，對方案涉及的理論問題進行了系統(tǒng)研究與實踐。 針對早期慧眼紅外熱像儀在不同環(huán)境溫度下存在測溫整體偏移問題，本文提出了基于雙向查表法

2、的測溫及環(huán)境溫度補償算法，該算法在原有熱像儀測溫檔基礎上增加了環(huán)境溫度反查表，提高了熱像儀環(huán)境溫度適應性。 雖然紅外熱像儀被宣傳為一種預報性和預防性故障診斷設備，但本文指出了實踐中存在的靜態(tài)性、事后性和信息丟失性等問題。針對這些問題，本文提出了基于閉合等溫線輪廓質心距離函數(shù)匹配的圖像配準算法，算法充分利用了質心距離函數(shù)表達（CDF）的拓撲連續(xù)性、與輪廓形狀的相關性、形狀匹配時的魯棒性和信息保留性等諸多優(yōu)點，算法簡單、高效，在此基

3、礎上提出了歷史趨勢分析方法，賦予了熱像儀動態(tài)分析能力。 針對低空間分辯率的紅外圖像不能滿足建筑等應用中的大場景成像需求的問題，本文研究了基于對數(shù)極坐標映射及LMA 迭代的紅外圖像拼接算法，算法利用了對數(shù)極坐標映射的非均勻空間采樣策略和剛體不變性匹配得到變換初值，研究了以重疊區(qū)域的累加平方差為目標函數(shù)，采用Levenberg-Marquardt Algorithm（LMA）迭代算法的投影變換空間下高精度拼接，實驗表明了該算法的精度

4、、穩(wěn)定性和適用性。 針對紅外熱像儀在衛(wèi)生防疫應用中存在的自動化水平低的問題，本文研究了支撐向量機（SVM）算法求解紅外人臉檢測問題，論證了SVM 算法與紅外目標識別問題的內在一致性，利用了紅外人臉圖像與光照無關性，從核函數(shù)的選擇、學習機參數(shù)交叉檢驗以及步步為營的學習策略等幾方面對SVM 在紅外人臉檢測中的應用進行了深入探討，獲得了具有良好性能的SVM。 作為本文的研究成果：“紅外序列圖像歷史趨勢分析方法”已被授予國家發(fā)明