红外成像技术是一种信息探测与处理技术[1]。红外成像系统把景物自身发出的红外辐射转化为可见的热图像。红外线波段位于可见光和微波之间,大约0.76-1000 微米,光凭人的裸眼不能直接感知。由于物体各个不同部分有不同的辐射特性,所以红外成像系统可以把景物的各个部分区分开来,然后转换为可见的图像,进而使人们可以用裸眼感知原来看不到的红外辐射光谱。大气、云层、烟雾等吸收可见光线和近红外光线,但对 3-5 微米和 8-14 微米红外线是透明的,因此这两个波段称为红外线的“大气窗口”[2]。由于红外辐射比可见光传感器利用的光辐射有更强的透过雨、雪、雾、霾等的能力,因此红外成像系统作用距离远,抗干扰能力强;由于红外成像系统对景物成像不需要外界提供光源,因此可以在夜间和恶劣天气下全天候工作;由于它是被动接受目标信号,比雷达等主动探测设备更安全、可靠,因此有很好的隐蔽性;由于红外成像系统是利用景物红外辐射差异来产生景物图像,因此在识别伪装目标的能力上优于可见光。正因为有如此特点,所以红外成像技术不仅应用于军事国防领域,而且也广泛应用于遥感探测、医疗卫生、视频监控、交通运输以及工业检测等民用领域。64886
红外成像技术的发展始终和红外探测器的发展联系在一起,因为红外探测器是红外成像系统的核心部件,它是将接收到的红外辐射能转换为电信号的器件。早在两百年前首款红外探测器就问世,但直到上世纪四十年代研制出PbS 红外探测器后,才使得这项技术得以迅速发展起来。对于不同的探测器论文网,有着不同的分类方法。近几年,非致冷红外成像技术是红外技术发展中的性飞越,并拓展了红外技术在更广泛领域的应用[3]。它是利用其探测器对红外辐射引起的温度变化敏感,而温度变化速度与探测器的电参量成正比,然后通过光电和电光转换成像。
红外图像是红外成像技术的产物[4]。红外成像系统中,首先,景物的红外辐射通过光学系统,由红外探测器把这种辐射能转变为电信号,该信号大小与辐射强弱成正比;然后,经过电子技术处理,将这种红外辐射的电信号显示在显示器上,实现电光转换,得到了图像。一般来说,红外图像分辨率很低,加上红外线波长长,传输距离远以及在大气中的衰减使红外图像对比度低,再还有信号传输中受到所处环境的各种干扰和成像系统的缺陷,使各种各样的噪声存在红外图像中,这些噪声的存在也就使得红外图像在信噪上比可见光图像低得多。以上这些因素共同影响红外成像系统的成像,因此红外图像具有低对比度、低分辨率、高背景等特点,而且目标信号微弱,所以要对它进行图像增强处理。
由于没有衡量图像增强效果的统一和客观标准,所以目前的图像增强缺乏统一的理论。对于不同应用领域的图像的增强,其增强效果只能靠主观感觉进行评价。