本書是作者近二十年來對紅外成像開發(fā)理論和技術的全面總結，是作者搜集了國內外*新研究成果，并在研究生講稿的基礎上改編的。本書分7章，主要內容包括：第1～2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系統(tǒng)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(shù)字細節(jié)增強算法；第6章介紹紅外圖像的超分辨率處理技術；第7章介紹紅外成像系統(tǒng)的測試方法。 本書可作為高等學校光電等相關專業(yè)的基礎教材，也可供相關領域的工程技術人員學習、參考。
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，總裝光電火控組專家。主持和參與國家重大型號、專項、重點預研和基金等科研任務19項，獲國家科技進步二等獎1項、省部級科技進步一、二等獎3項。獲教育部首屆優(yōu)秀青年教師獎、江蘇省第六屆青年科技獎、江蘇省第三屆十大杰出發(fā)明人和江蘇省青年科技創(chuàng)業(yè)十大明星提名獎，入選首批"新世紀百千萬人才工程”***人選，享受國務院政府特殊津貼。出版專著一部，申請專利36項，授權13項，發(fā)表學術論文100余篇，56篇被SCI和EI收錄。
目 錄
第1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 紅外光學系統(tǒng) 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(jīng)濟領域的應用 11
1．3 紅外探測器與熱成像技術的關系 12
第2章 紅外焦平面陣列 14
2．1 紅外焦平面陣列簡介 14
2．1．1 掃描型和凝視型紅外焦平面陣列 14
2．1．2 紅外焦平面陣列的結構 15
2．1．3 典型的紅外焦平面陣列 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 非制冷熱成像焦平面陣列設計 40
2．5 非制冷凝視紅外焦平面讀出電路 41
2．5．1 紅外焦平面陣列讀出電路讀出方式 42
2．5．2 非制冷紅外焦平面陣列輸入電路 44
2．6 非制冷凝視紅外焦平面成像模型 49
第3章 紅外成像電子系統(tǒng)設計 53
3．1 引言 53
3．2 低噪聲偏置電壓及高精度數(shù)字信號的實現(xiàn) 53
3．3 多次采樣濾波技術 63
3．4 紅外焦平面自適應偏置電壓技術 65
3．5 系統(tǒng)構架搭建 69
3．5．1 Qsys平臺Avalon總線和Nios處理器 69
3．5．2 基于Qsys平臺和Avalon總線的系統(tǒng)架構 72
3．5．3 基于Qsys平臺和Avalon總線的模塊算法實現(xiàn) 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 基于定標的非均勻性校正算法 99
4．3．2 基于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 基于邊緣灰度級共生矩陣條紋非均勻性校正方法 116
4．4．2 基于中間均衡直方圖條紋非均勻性校正方法 119
4．4．3 基于全變分的條紋非均勻性校正方法 120
4．4．4 基于相鄰灰度繼承的條紋非均勻性校正方法 123
4．4．5 基于自適應灰度調整的條紋非均勻性校正方法 126
4．4．6 基于常數(shù)先驗的條紋非均勻性校正方法 128
第5章 紅外圖像細節(jié)增強 131
5．1 紅外圖像細節(jié)增強的意義和概述 131
5．2 基于頻域和空域紅外圖像細節(jié)增強技術 132
5．3 基于雙邊濾波的紅外圖像細節(jié)增強技術 134
5．4 基于混合濾波紅外圖像細節(jié)增強技術 137
5．5 基于傅里葉變換的紅外圖像細節(jié)增強技術 139
5．6 基于直方圖的紅外圖像細節(jié)增強技術 141
5．6．1 基于梯度直方圖的紅外圖像細節(jié)增強技術 142
5．6．2 于自適應雙平臺直方圖均衡細節(jié)增強算法 143
5．7 新型紅外圖像細節(jié)增強技術 146
5．7．1 基于Retinex紅外圖像細節(jié)增強技術 146
5．7．2 基于小波的紅外圖像細節(jié)增強技術 148
5．7．3 基于模糊域理論的紅外圖像細節(jié)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 非制冷凝視紅外焦平面微掃描理論 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 改進的平板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(xiàn) 170
6．3．1 紅外光學系統(tǒng)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 基于邊緣定位的多幀紅外微掃描圖像位移誤差補償 187
6．4．2 基于主結構分離的稀疏表示單幀圖像超分辨率重建 193
6．4．3 基于流形正則協(xié)同支持的單幀圖像超分辨率重建 203
第7章 紅外成像系統(tǒng)的測試方法 211
7．1 紅外探測器參數(shù)測試方法 211
7．2 基于虛擬儀器的可視化多模式測試與仿真系統(tǒng) 212
7．2．1 虛擬儀器技術 212
7．2．2 基于虛擬儀器的可視化多模式測試與仿真系統(tǒng)組成 214
7．2．3 系統(tǒng)工作原理 216
7．3 凝視焦平面探測器參數(shù)測試技術 217
7．3．1 凝視焦平面探測器組件 217
7．3．2 凝視焦平面探測器盲元測試技術研究 219
7．3．3 凝視焦平面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最小可分辨溫差的測試 233
7．4．3 MTF調制傳遞函數(shù)的測試 235
7．4．4 MDTD最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
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