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主动红外夜视摄像系统的结构设计主动红外夜视摄像系统是现代监控系统中的一种重要组成部分。
该系统采用先进的红外夜视技术和主动照明技术，在完全黑暗的环境下进行拍摄和监控。
该系统在夜间或低亮度环境下，能够提供高质量的视频图像和监控功能，能够应用于军事、安防、交通、工业等领域。
主动红外夜视摄像系统的结构设计主要包括摄像机、红外照明设备、图像处理系统和显示设备四个部分。
首先是摄像机，摄像机是主动红外夜视摄像系统的基础部分。
摄像机的主要作用是将被拍摄的视频图像转化为电信号，传输到后面的图像处理系统进行处理。
摄像机的选择要根据不同的应用场景进行选择，比如需要防水、防尘、抗振、耐磨损等。
其次是红外照明设备，该设备是主动红外夜视技术中最重要的部分。
主动红外夜视摄像系统是通过发射红外光进行夜视的，所以红外照明设备的作用是为摄像机提供红外光源，以达到夜视的效果。
红外照明设备的选择要根据被拍摄的场景而定，要考虑到照度、照射距离、功率等因素。
接下来是图像处理系统，图像处理系统是主动红外夜视摄像系统中的重要部分，也是整个系统的核心部分。
主要用于对摄像机拍摄的视频图像进行处理、分析、解码等操作，以获得更高质量的视频图像。
图像处理系统一般包括视频处理模块、图像处理模块、数字信号处理模块等。
最后是显示设备，显示设备是用于显示处理后的视频图像的部分。
主要有液晶显示器、投影仪等，这些设备可以直接接收图像处理系统的输出信号，并将其转化为人眼可以识别的图像。
同时，还可以根据实际需要选择多屏显示或多视角布局等方式来满足不同的应用场景。
总之，主动红外夜视摄像系统是一种先进的监控技术，其结构设计包括四个部分：摄像机、红外照明设备、图像处理系统和显示设备。
只有这些部分协同工作，才能够实现夜间高质量的视频图像采集和监控功能。
主动红外夜视摄像系统因其在暗光和黑暗环境下功能强大受到了广泛的应用和青睐。
数据分析是在大量的数据中寻找有意义的信息并对其进行整理和解释的过程。
第一章绪论1.1课题研究的背景随着人类知识的积累和工业生产技术的发展，人类对自然的控制与加工能力越来越强。
在人类社会的各个领域，从工业、农业、商业、国防、通信、交通运输、科学技术直到文化娱乐、教育、医疗乃至家庭生活的每一个角落，自动化设备、智能仪器仪表正延展着人们的感官，精确地执行人的命令，实现着人们过去可望而不可及的愿望。
由于微处理器生产成本的下降，目前各种自动化设备和智能仪器仪表的核心部件通常是由专用的微处理器构成。
这些专用的微处理器在我国一般称为单片机，国外称为微控制器。
单片机广泛用于自动化控制设备、消费电子产品、智能仪器仪表等领域，尤其是在新型智能化小产品开发方面，几乎是单片机一统天下。
单片机是一类特殊的微处理器，它内部的硬件结构与一般为微处理器相同的是都有控制器、运算器和各种专用寄存器。
控制器将时钟振荡器产生的方波脉冲按固定的时间顺序分配给芯片内的各个部件，即产生节拍。
在节拍的作用下控制器按程序计数器中的地址从程序存储器中取回指令进行译码，运算器和各种专用寄存器则根据译码在控制器的控制下有条不紊地进行数据的传递和运算处理。
单片机的应用，打破了人们的传统设计思想。
原来需要使用模拟电路、脉冲数字电路等部件来实现的功能，在应用了单片机以后，无需使用诸多的硬件，可以通过软件来解决问题。
目前单片机已经成为科技、自控等领域的先进控制手段，在人类日常生活中的应用也非常广泛。
(1)工业过程控制中的应用。
单片机的I/O口线多，操作指令丰富，逻辑操作功能强大，特别适用于工业过程控制。
单片机可作主机控制，也可作分布或控制系统的前端机。
单片机具有丰富的逻辑判断和位操作指令，因此广泛应用于开关量控制、顺序控制以及逻辑控制。
(2)家用、民用电器中的应用单片机价格低廉、体积小巧、使用方便，广泛应用在人类生活中的诸多场合，如洗衣机、电冰箱、空调器等。
(3)智能化仪器、仪表中的应用单片机可应用于各类仪器、仪表和设备中，大大地提高了测试的自动化程度与精度，如智能化的示波器、计价器、电表、水表等。
嵌入式实时图像处理系统设计与实现嵌入式实时图像处理系统是指能够在嵌入式系统中对实时采集的图像进行处理和分析的系统。
这种系统广泛应用于工业、医疗、军事等领域，能够实现自动检测、识别和监控等功能。
本文将探讨嵌入式实时图像处理系统的设计和实现。
一、系统设计嵌入式实时图像处理系统的设计包括硬件设计和软件算法设计两个方面。
硬件设计：1. 选择合适的图像采集模块：根据应用需求选择适合的图像传感器，考虑分辨率、灵敏度、动态范围等因素。
2. 硬件接口设计：根据嵌入式系统的平台选择合适的图像接口标准，如MIPI CSI、USB等，并完成接口电路的设计。
3. 处理器选择：根据图像处理的复杂度选择合适的处理器，如ARM、DSP等，并考虑其运算能力和功耗等因素。
4. 存储设计：选择适合的存储设备，如SD卡、DDR存储器等，并设计存储接口电路。
5. 系统电源设计：设计合适的电源模块，满足整个系统的功耗需求。
软件算法设计：1. 图像采集：使用驱动程序获取图像数据，根据图像传感器的特性进行参数设置，如曝光时间、增益等。
2. 图像预处理：对采集到的图像进行预处理，如去噪、调整对比度和亮度等。
3. 特征提取：根据应用需求提取图像中的特征信息，如边缘检测、色彩提取等。
4. 目标识别与跟踪：基于已提取的特征信息，利用机器学习算法或计算机视觉算法进行目标的识别和跟踪。
5. 结果输出：将处理后的图像结果输出到显示器、存储设备或其他外围设备。
二、系统实现嵌入式实时图像处理系统的实现分为硬件搭建和软件开发两个步骤。
硬件搭建：1. 选择合适的开发平台：根据项目需求选择适合的硬件开发平台，如FPGA、单片机等。
2. 搭建硬件电路：根据设计方案进行电路连接和焊接。
3. 烧录程序：将软件算法编译生成的可执行文件烧录到目标硬件上，确保系统能够正确运行。
软件开发：1. 驱动程序的开发：根据硬件接口标准编写驱动程序，实现图像采集、存储等功能。
2. 系统初始化：进行系统的初始化设置，包括硬件资源的申请、参数初始化等。
毕业设计无线红外多路遥控发射接收系统设计与实现软件设计1 绪论1.3本课题的主要任务本课题的核心是设计出一个无线红外多路遥控发射/接收系统的软件。
本设计要求掌握无线红外多路遥控发射/接收系统的工作原理，本红外多路遥控发射接收是以红外线为传递信息媒体的短距离无线控制系统，可对8个受控对象的工作状态进行遥控,适用于工业,医疗,家用电器等设备的开启或关闭控制,也可以对一种设备八种工作状态进行控制或2种设备的4种工作状态进行控制。
具体要求如下：(1) 遥控距离不小于3m,即红外遥控发射机与红外接收机之间的距离不小于3m; (2) 遥控路数8路,即可对8个受控设备进行开关控制; (3) 工作频率40kHz,即红外发射和接收的载频为40kHz; (4) 发射端可显示控制路数,接收端可显示受控状态。
2 红外遥控系统简介红外遥控是目前家用电器中用得较多的遥控方式，在讲红外线遥控之前，首先讲一讲什么是红外线。
我们知道，人的眼睛能看到的可见光按波长从长到短排列，依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。
其中红光的波长范围为0.62～0.76μm；紫光的波长范围为0.38～0.46μm。
比紫光波长还短的光叫紫外线，比红光波长还长的光叫红外线。
红外线遥控就是利用波长为0.76～1.5μm之间的近红外线来传送控制信号的。
2.1系统组成框图通用红外遥控系统由发射和接收两大部分组成，应用编/解码专用集成电路芯片来进行控制操作，如图1所示。
发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器；接收部分包括光、电转换放大器、解调、解码电路。
图1 红外遥控系统框图发射部分的主要元件为红外发光二极管。
它实际上是一只特殊的发光二极管，由于其内部材料不同于普通发光二极管，因而在其两端施加一定电压时，它便发出的是红外线而不是可见光。
目前大量使用的红外发光二极管发出的红外线波长为940nm左右，外形与普通发光二极管相同（见图2），只是颜色不同。
红外发光二极管一般有黑色、深蓝、透明三种颜色。
第一章夜视技术概论1.1 引言在我们生活的世界中，光不只是生命赖以繁衍生息的主要能源，也是人类认识客观世界的重要信息源。
人类通过自身的眼、耳、鼻、舌、身（触觉）去认识自然界，其中，通过人眼视觉给出的图像信息所占的比例最大。
曾有人做过统计，在人类获得的信息中由视觉获取的信息占60%，由听觉获取的信息占20%，触觉占15%，味觉占3%，嗅觉占2%。
而在当今飞速发展的信息时代，利用电视、互联网、卫星通信等光电技术手段，使得视觉信息在人类认识世界的过程中所起的作用早已超过90%。
可以想像，如果没有光，没有各种先进的光电技术手段，人类就不会有今天这种绚烂多彩、盛况空前的文明。
但应该注意到，现今光电技术中所论述的光，就其物理本质而言，包括了从高能粒子（α、β、γ射线）、X射线、紫外线、可见光、红外线，以至短波、中波和长波的无线电波等所构成的整个波谱的电磁辐射。
产生或反射这些电磁波以供人眼观察的景物信息的光谱、强度、速度以及时空分布会千差万别，很显然，单靠人的裸眼，无法直接感知上述全部光信息。
这是因为尽管人眼结构精巧、功能齐全是任何其他单一光学或光电仪器所无法比拟的，然而就整体而言，人眼却天生地具有有限的空间、时间、光谱和能量的分辨能力。
为了克服人眼的上述缺陷，人类先后发明了各种光学和光电仪器。
例如，我国古代天文学家利用简单的“窥管”，斩除四周杂散光，改善了观察星体的视觉分辨率；望远镜、显微镜的发明，又把人眼的视野扩展到了遥远的星空和物质的微观世界。
科学技术的飞速发展创造了近代的高度文明，给人类提供了更为有效、动态范围更宽和光谱适应性更强的各类光电观察、瞄准、显示仪器，如各种激光、微光、红外仪器。
各类成像技术的发展离不开社会需求，尤其是军事需求的牵引和相关基础技术进步的推动。
作为光电子技术重要组成部分的光电子成像技术发展的强大推动力是军用夜视、夜瞄装备的迫切需求。
出其不意、攻其不备是军事上出奇制胜的策略之一，而夜间或其他能见度不良的天候条件是实现上述作战方针的最佳时机，因此，作为指战员耳目的各类夜视器材的发展自然会受到各国高度重视。
本科生毕业设计（论文）论文题目：基于单片机的红外遥控系统设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：本设计是基于单片机的红外遥控系统设计，设计内容包括了红外接收，红外解码和步进电机控制三大块。
如今红外遥控技术已经得到了广泛的应用；其利用红外线来传输数据，这种情况下不需要实体连线，体积小，成本低，功能强。
我们日常生活中的电视机，洗衣机，空调，航天飞机，工业现场设备等都运用了红外遥控的技术。
本设计中发射端采用专用的发射芯片来实现红外遥控码的发射，且遥控码格式是NEC标准。
接收端采用市面上流行的1838一体化红外接收头，接收到的红外信号经由1838接收头完成光/电转化和解调的工作，然后把33位的完整码发送到解码芯片中去完成解码工作。
本设计中的主芯片是STC89C52单片机，主芯片和解码芯片之间进行串行通讯。
系统启动后，解码芯片将解码后得到的8位数据码串行发送到主芯片中，然后通过主芯片来控制步进电机的正转，反转，加速，减速。
本设计中的被控对象是步进电机，步进电机最适合做数字控制。
步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。
ISAR实时成像处理实验系统的设计与实现ISAR（Inverse Synthetic Aperture Radar）技术是一种通过倒时域合成孔径雷达图像的方法，可以获取被测目标的高分辨率、全景、全方位的雷达图像。
ISAR实时成像处理实验系统是一种用于实时处理ISAR数据并实时显示成像结果的系统。
本文将对ISAR实时成像处理实验系统的设计与实现进行详细介绍。
一、系统设计ISAR实时成像处理实验系统的主要功能是实时处理ISAR数据，包括数据预处理、信号处理、成像处理和结果显示等。
系统硬件主要包括雷达天线、采集设备和计算机等部分。
系统软件主要包括ISAR数据处理算法和图像显示算法。
1.雷达天线：选择合适的雷达天线是系统设计的重要环节。
雷达天线的选择应具备较宽的角度覆盖范围、较高的增益和较低的杂散波，以保证对被测目标的较好信号接收能力。
2.采集设备：采集设备主要用于采集雷达接收到的信号并对其进行初步处理。
采集设备应具备高速、高精度的数据采集能力，以满足实时处理的需求。
3.计算机：计算机是整个系统的核心部分，负责对采集到的数据进行实时处理和成像处理。
计算机应具备较高的计算性能和较大的存储容量，以满足实时处理和存储大量数据的需求。
4.系统软件：系统软件主要包括ISAR数据处理算法和图像显示算法。
ISAR数据处理算法用于对采集到的数据进行预处理、信号处理和成像处理等。
图像显示算法用于将处理后的数据以图像的形式显示出来，以便用户进行观察和分析。
二、系统实现1.硬件搭建首先需要根据系统设计的要求选择合适的硬件设备，包括雷达天线、采集设备和计算机等。
根据设备的技术规格和接口要求进行连接和设置，以确保硬件设备正常工作。
其中，雷达天线需要安装在适当的位置，并调整好姿态和方向，以保证对目标的信号接收能力。
2.软件开发首先需要编写数据采集和预处理的软件模块，用于采集和处理雷达接收到的信号。
数据采集模块应具备高速、高精度的数据采集能力，预处理模块应包括滤波、去除杂散波等处理步骤。
2019年第18期信息与电脑China Computer & Communication软件开发与应用基于MFC的红外图像处理软件设计任婷婷1 张泽奎1 易 超2（1.武汉软件工程职业学院 电子工程学院，湖北 武汉 430205；2.烽火通信科技股份有限公司，湖北 武汉 430205）摘 要：红外技术作为一种探测、发现和识别目标的手段而广泛应用于军事、民事领域。
该红外图像处理软件是在VC++平台上建立的基于MFC的单文档程序，利用面向对象的方法设计了红外图像处理软件。
由于红外图像一般具有对比度低、噪声大、边缘模糊等特点，笔者提出了灰度拉伸变换、直方图均衡化、伪彩色变换等增强算法对图像进行处理，首先从红外图像处理技术的发展出发，介绍了软件框架的实现，着重阐述了该软件应用的红外图像处理算法，处理效果较好。
关键词：MFC；灰度变换；直方图均衡化；伪彩色变换中图分类号：TP391.41 文献标识码：A 文章编号：1003-9767（2019）18-089-03Design of Infrared Image Processing Software Based on MFCRen Tingting1, Zhang Zekui1, Yi Chao2(1. School of Electronic Engineering, Wuhan Vocational College of Software and Engineering, Wuhan Hubei 430205, China;2.FiberHome Telecommunication Technologies Co., Ltd., Wuhan Hubei 430205, China)Abstract: Infrared technology is widely used in military and civil fields as a means of detecting, discovering and identifying targets. The infrared image processing software is a single document program based on MFC on the platform of VC++. The infrared image processing software is designed by using object-oriented method. Because infrared image generally has the characteristics of low contrast, high noise and blurred edge, the author puts forward gray stretch transformation, histogram equalization, pseudo-color transformation and other enhancement algorithms to process the image. Firstly, starting from the development of infrared image processing technology, the realization of software framework is introduced, and the software is emphatically expounded. The infrared image processing algorithm applied in the part has a good processing effect.Key words: MFC; gradation transformation; histogram equalization; pseudo color transformation0 引言红外成像具有距离远、抗干扰性强、穿透灰尘和烟雾的能力强、可全天候工作等特点，已广泛应用于军事和民用领域。
第35卷，增刊红外与激光工程2006年10月1Vr01．35Suppl enl e nt I n n翟I e d and Las e r Engi nee r i ng O ct．2()06一种彩色夜视实时图像融合系统史世明，王岭雪，王霞，金伟其，赵源萌(北京理工大学光电工程系，北京100081)摘要：在彩色夜视图像融合基础上，针对线性组合算法和直接映射算法实时性高的特点，提出了一种基于C PLD的双通道彩色夜视的实时图像融合系统，并阐述了其设计原理，系统的结构、特点和功能。
用vem og H D L硬件描述语言实现了相关的算法和设计。
实验结果表明，融合图像接近自然色彩，同时能够反映两个波段的图像的特点。
该系统可以实现实时的线性组合算法和直接映射算法，将红外与微光或者微光与微光等不同波段组合，是一种简单、高效彩色夜视系统。
关键词：彩色夜视；图像融合；红外图像；微光图像．中圈分类号：T N219文献标识码：A文章编号；1007。
2276(2006)增D一0360一06R eal-t i m e f us i on s yst em f or col or ni ght访si onSm St l i—I I l i ng，W A N G“ng-xue，W A N G)【i a，J科W西一qi，劢璩O Y uan-m engm岫n咖of掣cal Engi nccr i ng，Bei j啦Inst i眦of低hnol o阱B ci j啦，10008l，C hi m)A bs t r a c t：A m ong也e m em ods of i I l l age m si on i n t11e fi el d of c ol of I l i ght V i s i on，m e H ne ar coIn_bi nat i on锄d d心ec t m appi ng m et hods a r e s i m pl e锄d cal l be r e m i ze d i n r ea l dm e．I n con s i der at i on of t he adV ant ages of nl e se m et l l ods，a dual ch咖el re al—t i m e f usi on sys t em f or col or ni g ht V i s i on is pr es ent．T he pr i nci pl es，m e s仇l ct ur e，char act er s锄d m e f un ct i o ns ofⅡl e syst em a r e i n昀duced．TI l e al gor i m m aI l d t t le proj ect is deV eI op ed by ver i l og H D L．A s s how n iI l t l le re sul t s of t ll e expe洳t，fusion i m age s a r e c l ose t o m e r eal i吼aI l d m ey f Lls o r epr es e nt m e c ha ra c t e rs of di行e re nt w ave baI l ds．nl i s sys t em caI l re al i z e r eal—t i I ne l i ne a r com b i nat i on and dm比t m appi ng f us i on of i I I l a gesf两m di虢r ent w a V e b觚d，such as l ow h曲t-l evel C C Dand unc001ed承im age巧，t、)l，o10w l i ght1eV el vi deos，锄d e t c．It’s a s i m pl e al l d I l i gh ef!f i ci ent re al—t i m e col or I l i g ht V i si on syst e m．K ey w or ds：C ol or ni g ht V i si on；I m ge f us i on；InmⅡed；Low H ghtO引育图像融合是将同一目标、不同波段的图像经过一定的处理结合成为一幅合成图像，以便观察和进一步处理。
基于FPGA的视频图像实时拼接与融合算法摘要：随着计算机视觉和多媒体技术的发展，视频图像拼接与融合技术在虚拟现实、增强现实、全景监控等领域得到了广泛应用。
为了实现实时、高效的视频图像拼接与融合，本文提出了一种基于现场可编程门阵列（FPGA）的视频图像实时拼接与融合算法。
该算法采用模块化设计，通过硬件描述语言（HDL）实现各个功能模块，并在FPGA芯片上进行验证。
实验结果表明，该算法能够实现高清视频图像的实时拼接与融合，具有较高的性能和稳定性。
关键词：FPGA；视频图像；实时拼接；融合算法；模块化设计引言视频图像拼接与融合技术是指将多个摄像头拍摄的视频图像进行拼接，形成一个更大视角的全景图像或视频。
这一技术在虚拟现实、增强现实、全景监控等领域具有重要应用价值。
传统的视频图像拼接与融合算法通常基于软件实现，处理速度较慢，难以满足实时性要求。
因此，本文提出了一种基于FPGA的视频图像实时拼接与融合算法。
1.FPGA在视频图像实时拼接与融合中的应用现状FPGA在视频图像实时拼接与融合中起到关键作用，体现在：（1）实时拼接：利用并行处理与实时响应优势，高效执行拼接算法，硬件加速图像对齐、色彩校正等，确保高分辨率/帧率视频实时无缝拼接，满足监控、VR/AR等对实时性与流畅度的高标准需求。
（2）实时融合：在融合环节，FPGA硬件化多种融合策略（如加权平均、高斯混合等），并行处理多融合任务，大幅提升融合效率，确保生成连贯、清晰、信息丰富的实时融合图像。
（3）高效预处理：FPGA集成噪声抑制、边缘增强、色彩均衡等预处理功能，利用并行计算能力实现低延迟优化，既提升预处理效率，又为后续拼接与融合奠定高质量数据基础，强化系统整体实时性能与输出质量。
2.视频图像实时拼接与融合算法设计2.1 图像预处理为提升视频图像拼接与融合效果和质量，预处理阶段至关重要，需消除原始视频数据中的干扰因素、校正几何失真并优化图像特征。
具体包括去噪（采用先进数字滤波技术如自适应滤波、小波去噪、非局部均值去噪等，提升信噪比，提供纯净图像信号），校正透视失真（运用透视变换、径向基函数插值、双线性插值等几何校正算法，恢复正确透视关系，确保拼接边缘平滑、融合区域一致），以及其它优化操作（如边缘增强、色彩均衡、亮度/对比度调整、特定特征增强/抑制等）。
多功能红外线遥控器的设计方案一、设计背景随着家庭中电子设备的增多，如电视、空调、音响等，每个设备都配备了专用的遥控器，这不仅给用户带来了不便，容易造成遥控器的混淆和丢失，而且众多遥控器的存在也占用了大量的空间。
因此，设计一款能够集成多种设备控制功能的多功能红外线遥控器具有重要的现实意义。
二、设计目标1、集成多种常见电子设备的控制功能，如电视、空调、音响、DVD 播放器等。
2、具备简单直观的操作界面，方便用户快速上手。
3、支持自定义按键功能，满足用户个性化的需求。
4、具有良好的兼容性，能够适配不同品牌和型号的设备。
5、采用低功耗设计，延长电池使用寿命。
三、硬件设计1、微控制器选择一款性能稳定、功耗低的微控制器，如 STM32 系列。
它负责处理用户的操作指令、编码红外线信号以及与其他硬件模块的通信。
2、红外线发射模块采用红外线发射二极管，通过微控制器的控制，发射特定编码的红外线信号。
为了增强发射功率和覆盖范围，可以使用多个发射二极管并联的方式。
3、按键模块设计一个矩阵式的按键布局，包括数字键、功能键、方向键等。
按键采用轻触式开关，具有良好的手感和可靠性。
4、显示屏选用液晶显示屏（LCD）或电子纸显示屏（EPD），用于显示当前控制的设备类型、操作状态等信息。
5、电源模块采用干电池或可充电锂电池作为电源，并设计相应的电源管理电路，确保系统稳定供电。
四、软件设计1、系统初始化在遥控器启动时，进行硬件设备的初始化，包括微控制器的配置、显示屏的初始化、按键扫描的设置等。
2、按键处理程序实时监测按键的按下和释放动作，根据按键的编码执行相应的操作。
例如，切换控制设备类型、调整音量、切换频道等。
3、红外线编码程序根据不同设备的红外线编码协议，将用户的操作指令转换为相应的红外线编码信号。
同时，支持用户自定义红外线编码，以适配一些特殊的设备。
4、设备库管理程序建立一个设备库，存储常见电子设备的品牌、型号和对应的红外线编码信息。
第50卷第4期 V〇1.50 No.4红外与激光工程Infrared and Laser Engineering2021年4月Apr. 2021中波128〇xl024红外成像组件设计（特邀)张宝辉，李中文，吴杰，吉莉，王炜毅，蔡璐，时亚辉，法静怡(昆明物理研究所南京研发中心，江苏南京211106)摘要：随着红外器件和成像技术的不断发展，各种夜视系统对百万像素的中波红外成像组件的需求 越来越多。
基于国产15nm 1280x1024中波HgCdTe探测器，以探测器和杜瓦自身包络为基准，突破 小体积、轻量化、一体化设计，研制出了紧凑型双FP G A处理平台的百万像素中波红外成像机芯组件, 组件尺寸155 mm><95 mm><95 mm,质量为1400 g,支持SDI、Cameralink接口输出；在该平台上实现元替换、非均勾校正、降噪、细节增强、动态范围压缩、局部增强等实时图像处理算法，针对传统的红外 成像算法提出了基于残差的非均勾校正算法与自适应局部增强算法,提升组件的成像性能。
测试试验 表明：组件实时输出分辨率为1280x1024像素的高质量低噪声的红外图像，噪声等效温差（NETD)< 30 mK,组件满足高温601，低温-40尤工作要求,组件所采用的改进处理算法，最终输出图像提升明显：关键词：红外成像；制冷红外；FPGA;探测器组件；中波红外中图分类号：TN215 文献标志码：A DOI：10.3788/IRLA20211023Design of mid-wave 128〇xl 024 infraredimaging components {Invited)Zhang Baohui，Li Zhongwen，Wu Jie，Ji Li, Wang W eiyi，Cai Lu，Shi Yahui，Fa Jingyi(Nanjing Research Center, Kunming Institute of Physics, Nanjing 211106, China)Abstract: As infrared devices and technologies develops, the demand for megapixel mid-wave infrared imaging components o f various night vision systems is rising. The megapixel mid-wave infrared imaging component based on the domestic 1280x1024 medium wave (15 |im) infrared HgCdTe detector was developed, which took the detector and the Dewar's own envelope as the benchmark and made a breakthrough in small fomi-factor and lightweight integrated design. The component with the size o f 155 mm><95 mm><95 mm and the weight o f 1400 g were considered to collect and process the information from the large area o f Infrared Focal Plane Arrays (IRFPA). Thus, a low-noise image acquisition and processing hardware platform based on dual FPGA architecture was brought up, which supported SDI/Cameralink interface output. In the section o f algorithm, the optimized non-uniformity correction (NUC) algorithm o f the focal plane pixel response and the acquisition circuit, as well as the contrast limited adaptive histogram equalization (CLAHE) method compared with traditional image enhancement technologies were proposed. In addition, blind pixel replacement, denoising, latitude reduction and further procedures were implemented to make the image quality improving. Test results show that the noise equivalent temperature difference (NETD) o f the component is lower than 30 mK, and the detector performs stably at the temperature from -40^to 60 ^C. The proposed improved algorithm is fruitful in raising the quality o f both thermal imaging and infrared system performance.Key words: infrared imaging; cooled infrared; FPGA; detector components; mid-wave infrared收稿日期:202卜02-23;修订日期:202卜03-19基金项目:国家重点研发计划“变革性技术关键科学问题”重点专项（2017YFA0701204)0引言自红外成像系统在美国问世以来，已经过60多 年的发展[11。
图像处理系统的设计与实现图像处理系统是指以计算机为主体，通过软硬件技术的结合，对图像的获取、处理、分析和输出等过程进行控制和管理。
它主要由图像输入设备、图像处理器、图像输出设备和相关软件组成。
本文介绍了图像处理系统的设计与实现。
一、系统架构设计图像处理系统一般包括图像采集、图像预处理、图像分析、图像识别、图像输出等模块。
图像采集模块主要负责采集原始图像，包括传感器、相机等设备；图像预处理模块主要对采集的图像进行滤波、增强、去噪、增加边缘等操作，提高图像质量；图像分析模块主要负责对图像进行识别、分类、测量、跟踪、分割等操作，实现对图像中特定目标的提取；图像识别模块主要负责对图像中的物体进行分类、定位、识别等操作；图像输出模块主要将处理后的图像输出到显示器或打印机等设备。
图像处理系统的设计要根据具体需求进行，灵活选择合适的硬件设备和软件平台。
如选用ARM、DSP等处理器，结合FPGA等硬件设备，通过C语言、Verilog HDL等语言进行编程实现。
同时，要注意设备和软件的兼容性和可扩展性，便于日后的升级和维护。
图像处理系统的硬件设计包括电路原理设计、PCB设计等内容。
由于图像处理系统的复杂性较高，需要进行全面的电路验证和测试，确保各部分电路的稳定性和可靠性。
图像处理系统的电路设计可以分为两个方面。
一方面是选择合适的图像采集器，如CCD等传感器；另一方面是优化信号处理电路，如执行滤波器、放大器、AD/DA转换器等电路，提高信号质量。
PCB设计时要考虑到对信号质量的影响，减少信号干扰，保证电路稳定性。
同时要注重布线的合理性，缩短信号传输的距离和时间。
图像处理系统的软件设计包括图像采集软件、图像处理软件和图像输出软件。
其中，图像采集软件主要使用传感器和相机等设备采集原始图像，并将其传输到计算机中。
图像处理软件主要对原始图像进行处理和分析，提取目标信息。
图像输出软件主要将处理后的图像输出到显示器或打印机等设备。
ISAR实时成像处理实验系统的设计与实现ISAR（Inverse Synthetic Aperture Radar）是一种通过多次接收来自目标的回波信号来重构目标的高分辨率图像的技术。
在ISAR实时成像处理实验系统的设计与实现中，主要包括系统架构设计、数据采集与处理、算法实现和图像显示等方面。
首先，在ISAR实时成像处理实验系统的设计中，需要确定合适的硬件平台和软件工具。
硬件平台可以选择一台高性能的计算机或嵌入式系统，配备高速ADC（模数转换器）和FPGA（现场可编程门阵列）等设备。
软件工具可以选择MATLAB等通用的科学计算工具，或是专门为雷达信号处理开发的软件库。
接下来，进行数据采集与处理。
首先，设置合适的雷达工作模式和参数，如发射频率、发射功率、接收增益等。
然后，通过高速ADC采集雷达回波信号，并进行预处理，包括滤波、去噪等操作。
接着，对预处理后的信号进行切割和匹配滤波等操作，以获取目标的回波数据。
最后，将回波数据保存或传输给后续的算法实现。
在算法实现方面，ISAR实时成像的核心算法是通过将多个回波信号进行相位校准和累积，从而重构目标的高分辨率图像。
具体的算法包括传统的匹配滤波算法、多通道匹配滤波算法和基于稀疏表示的算法等。
可以根据实际需求选择合适的算法，并实现相关的数学模型和计算方法。
最后，通过图像显示模块将重构的目标图像实时显示出来。
可以使用图像处理工具对图像进行增强、去噪等操作，以提高图像的质量和可视化效果。
同时，也可以将图像保存为文件或进行图像分析、目标识别等进一步的处理。
综上所述，ISAR实时成像处理实验系统的设计与实现主要包括系统架构设计、数据采集与处理、算法实现和图像显示等方面。
通过合理选择硬件平台和软件工具，并结合适当的算法和图像处理方法，可以实现目标的实时成像和高分辨率图像重构。
第1篇一、实验背景与目的随着科技的不断发展，智能硬件已经成为现代社会的一个重要组成部分。
本实验旨在通过设计并实现一个智能硬件项目，让学生深入了解智能硬件的设计流程，掌握相关硬件和软件的开发技能，提高学生的创新能力和实践能力。
二、实验内容本次实验以设计并实现一个智能照明控制系统为例，具体内容如下：1. 硬件设计（1）系统组成本系统主要由以下硬件组成：微控制器（MCU）：选用STM32F103系列单片机作为主控芯片，负责接收传感器数据、控制照明设备以及与上位机通信。
传感器：选用光敏传感器用于检测环境光线强度，以及人体红外传感器用于检测人体活动。
照明设备：选用LED灯作为照明设备，通过PWM调光实现不同亮度的调节。
电源模块：为系统提供稳定的电源供应。
通信模块：选用Wi-Fi模块实现与上位机的无线通信。
（2）硬件电路设计MCU电路：根据MCU的规格设计电源、时钟、复位等电路。
传感器电路：设计光敏传感器和人体红外传感器的电路，并进行信号调理。
照明设备电路：设计PWM调光电路，控制LED灯的亮度。
通信模块电路：设计Wi-Fi模块的电路，实现无线通信。
2. 软件设计（1）程序设计主控程序：编写主控程序，实现传感器数据采集、照明设备控制以及与上位机通信等功能。
传感器数据处理：编写传感器数据处理程序，对传感器数据进行滤波、阈值判断等处理。
照明设备控制：编写照明设备控制程序，实现PWM调光功能。
上位机通信：编写上位机通信程序，实现与上位机的数据交换。
（2）上位机程序设计界面设计：设计上位机界面，实现用户操作、数据显示等功能。
数据传输：编写数据传输程序，实现与智能照明控制系统的通信。
三、实验步骤1. 硬件搭建：根据电路图，搭建智能照明控制系统的硬件电路。
2. 程序编写：编写主控程序、传感器数据处理程序、照明设备控制程序以及上位机通信程序。
3. 系统调试：对系统进行调试，确保各功能模块正常运行。
4. 上位机开发：开发上位机程序，实现与智能照明控制系统的通信。
红外热像仪与可见光相机融合的火灾监测系统近年来，火灾频发给人们的生命财产安全带来了巨大的威胁。
传统的火灾监测系统主要采用可见光相机，但是由于火灾在早期阶段常常只有微弱的可见光辐射，因此这种监测系统在火灾预警方面存在一定的局限性。
为了进一步提升火灾监测系统的效能，研究人员开始将红外热像仪和可见光相机进行融合，以期能够更早、更准确地发现火灾迹象。
红外热像仪是一种能够感知物体红外辐射的仪器，通过检测物体的热量分布，可以生成物体的红外图像。
而可见光相机则是一种利用光学透镜和传感器捕捉物体反射光的设备，可以生成物体的可见光图像。
将红外热像仪和可见光相机融合在一起，可以充分利用两者的优势，实现对火灾的早期发现和精确定位。
红外热像仪和可见光相机的融合主要包括图像拼接、特征提取和火灾检测三个步骤。
首先，在图像拼接阶段，将红外热像仪和可见光相机所获得的图像进行拼接，形成一幅融合图像。
这样可以将两种图像的信息有机地结合在一起，提供更全面的火灾监测信息。
其次，在特征提取阶段，通过对融合图像进行图像处理和分析，提取出火灾相关的特征，例如火焰、烟雾等。
最后，在火灾检测阶段，利用先进的算法和模型对提取出的特征进行识别和判别，实现对火灾的自动监测和报警。
这种融合的火灾监测系统相比传统的可见光相机能够提供更加准确、全面的信息。
首先，红外热像仪能够感知辐射源的温度分布，并将其转化为红外图像。
火灾在早期阶段常常只有微弱的可见光辐射，但却有明显的热量释放，因此红外热像仪可以在火灾初期就发现火灾迹象。
其次，可见光相机对于大部分人来说更为熟悉，能够提供更加直观的图像。
通过将红外图像与可见光图像进行融合，可以在图像中同时呈现火焰和烟雾等信息，提供更全面的火灾监测画面。
最后，融合的火灾监测系统能够借助先进的算法和模型对特征进行自动识别和判别，减少人工干预和错误判定的可能性，提高监测系统的效能。
综上所述，红外热像仪与可见光相机的融合在火灾监测领域具有广阔的应用前景。
南京理工大学硕士学位论文红外与微光图像融合实时处理系统硬件设计姓名：刘咏申请学位级别：硕士专业：物理电子学指导教师：常本康20060601硕士论文红外与微光图像融合宴时恐理系统硬件设计摘要红外与微光图像融合是近年来夜视图像领域研究的热点。红外热像仪具有图像对比度大、观察距离远、观察条件受外界环境影响较小可以实现“全天候”“全被动”观察的优点，同时存在着只敏感于目标场景的辐射、对目标亮度不敏感、观察质量不高的缺点。而微光夜视仪的图像质量较好、分辨率高、刻画细节能力好，同时也存在着受外界环境条件影响大、图像层次不分明等缺点。若能将两种图像以某一算法进行融合的话，则可以充分发挥各自的优点，弥补彼此的不足，从而提高夜视系统的观测能力。本论文就“红外与微光图像融合实时处理系统硬件设计”展开工作：从课题中红外和微光图像的来源出发，研究了两种图像各自的优缺点，提出了进行图像融合的必要性；总结了目前图像融合领域的常用算法并选择加权平均法作为本论文硬件设计的指导；围绕加权平均法设计了以ＡＬｌＥＲＡ公司的ＦＰ（３ＡＥＰＩＣ２０和ｎ公司的ＤＳＰＴＭＳ３２０ＶＣ３３为核心的系统和硬件电路，实现了红外与微光图像加权平均融合处理的实时化，最终给出了实验结果。本论文还对系统的改进做了部分工作，使用目前１１公司的ＤＳＰ芯片ＴＭＳ３２０Ｃ６４１６对大小为３２０Ｘ２４０的红外图像的边缘提取算法包括Ｓｏｂｄ、Ｐｒｃｗｉｔｔ和Ｌａｐｌａｃｉａｎ算子的实时性进行测试，为系统将来的改进提供实验基础。‘
关键词：红外热成像微光夜视图像融合加权平均实时处理边缘提取堡主丝奎垒竺兰壁垄图堡墼鱼壅堕丝墨墨竺堡竺堡生
ＡＢＳＴＲＡＣＴ
Ｆｕｓｉｏｎｏｆｉｎｆｉ＇ａｒｅｄａｎｄｌｏｗ－ｌｅｖｅｌ－ｌｉｇｈｔｉｍａｇｅ
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ｐｉｘｅｌ
ａｖｅｒａｇｉｎｇ，ｒｅａｌｔｉｍｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｅｄｇｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎ
Ⅱ声明
本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。
研究生签名：到赴≯彳年‘月％日
学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的全部或部分内容，可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的全部或部分内容。对于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。
研究生签名：纠绝１名年ｆ月衫曰硕士论文红外与微光图像融台实时处理系统硬件设计
１．绪论１．１图像融合的定义和层次图像融合是在多测度空间综合处理多源图像和图像序列的技术，是多传感器信息融合中可视信息部分的融合，是将多源信道所采集的关于同一目标的图像在空间或时间上的互补信息依据某种准则融合，获得对场景的一致性解释或描述，使融合后的图像具有比参加融合的任意＿幅图像更优越的性质，可以更精确地反映实际ｆ１】ｌ翻。从上述的定义中不难得出，优越的性质和精确的反映实际是图像融合的最具吸引力之处。图像融合可以分为信号级融合、像素级融合、特征层数据融合和符号层数据融合四个层次【１１１２１。信号级融合指的是合成一组传感器的信号，目的是提供通常与原始信号形式相同但品质更高的信号。来自传感器的信号可建模为混有不相关噪声的随机变量，而把融合过程考虑为一种估计过程。信号级融合在很大程度上是信号的最优集中或分布检测问题。像素级的图像融合是对原始图像融合形成一幅新的图像，可以使人更容易识别潜在的目标。像素级图像融合可用来增加图像的有用信息内容，从而可进行更可靠的分段，为下一步处理提供更多的特征。如果要融合的图像是不同分辨率的，则需要在图像相应区域规定映射。像素级的图像融合方法是一种低层次的融合，保留了尽可能多的信息，精度比较高。特征级融合是可对传感器提供的信息进行提取，又可用做建立系统使用的附加合成特征的融合方法。特征保证数据抽象．把某类语义含义附加到传感数据的某个空间和／或时间段的处理结果上建立“原始”特征，通过组合现有特征来建立“合成”特征。从图像中提取并用于融合的典型特征包括边和类似亮度或深度区的域。融合过程结果建立的特征可以是分量特征的合成，也可以是由各分量特征组成的完全新型的特征。特征级融合的传感器对准要求不如信号级和像素级要求严格，因此传感器可分布于不同的平台上。可用特征的几何变换使其与其他特征或环境模型对准。典型的图像特征包括边界提取、同密度或同景深区域提出等等。符号级融合可在最高抽象层次上有效的使用来自多个传感器的信息。如果传感器非常不同或者涉及环境的不同区域，那么符号级融合也许是可融合传感信息的唯一方法．用于融合的符号可源于系统中传感器提供的信息或者来自环境模型或系统外部资源的先验信息的符号推理过程。在符号层融合一般不明显考虑传感器对准，因为在符号形成中已明显考虑了作为符号基础的传感信息的空间和时间内容。如果要融合的符硕士论文红外与微光瞳像融合实时处理系统硬件设计
号没有对准，那么可把空间和时间属性与符号相联系并用于它们的对准。不同形式中的逻辑和统计推理可用于符号级融合。上面引出了图像融合定义和层次，在本课题中主要涉及到的是像素级图像数据融合，所以在本论文以后的几章中提到的图像融合均指像素级图像融合。
１．２图像融合的优点和应用单传感器获得的图像信息由于受传感器本身的工作波段、制造工艺、工作机理等因索的影响，或多或少的存在着一定的不足，而由图像融合的定义我们知道由于充分利用了多通道图像信息，图像融合可以获得比融合前的任一图像要好的像质，可以更好的反映实际，所以它的优点是不言而喻的，正是这样，图像融合在军事和民事上得到了广泛的应用。图像融合技术的发展首先离不开军事上的应用，在复杂背景中的目标识别、虚假目标甄别、远距离目标探测等方面图像融合可发挥重要作用，被认为是克服目前某些难点的技术方向，可为陆军步兵，海军和无人驾驶机（ＵＡＶ）提供极大的帮助【３１。同时图像融合在医学、遥感、计算机视觉及气象预报等方面有着巨大的应用潜力；在航天、航空多种运载平台上，各种遥感器所获得的大量光谱遥感图像（其中分辨力差别、灰度等级差别可能很大）的融合，为信息的高效提取提供了良好的处理手段，取得了明显效益ＩｚＪ．在图像融合中，红外与微光图像的融合是个典型的应用，单独由热成像（红外Ⅱ己）或者像增强器（微光ＣＣＤ）构成的夜视系统获取的图像信息各自存在着一定的优缺点，例如热成像夜视仪由于探测到的是物体所辐射的图像（ｅｍｉｓｓｉｖｅｐｈｅｎｏｍｃｎｏｌｏｇｙｌ３１）
即温度场的图像，所以它可以提供温度梯度较大或与背景有较大热对比的低可视目标的图像，实现“全被动”、“全天候”观察，即使在全黑条件下也能工作，不受烟雾等影响，观察距离也很远，但其观察效果、成像质量等方面还存在着很大的不足，另一方面微光夜视仪由于探测到的是物体所反射的微光（自然光）图像（ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅｐｈｅｎｏｍｅｎｏｌｏｇｙ口１），所以它所成的象和人眼的观察＞－３惯比较吻合，成像质量较好，能提供更多的目标细节，但是作用距离和观察效果受天候影响较大，遇有烟雾或在全黑条件下，均不能正常工作，使用应用范围也有一定限制，如果能将二者所获得的图像信息进行融合则可以获得很大的改观，一方面可以缓解观察者交替观察两幅图像的劳累，另～方面也增加了图像的信息量，使夜视系统的性能有了很大的提高，增强了军队夜间作战的能力。
１．３图像融合的国外发展现状和趋势图像融合技术的诸多优点和各个方面的应用需求尤其是在军事上的应用极大的２
