为了提升军用车辆驾驶员环境感知能力, 特别是在夜晚或烟、雾、雨、雪等不同天候条件下提供更有效的观察手段, 增加远距离目标识别能力, 提高驾驶安全性, 作战部队对军用车辆驾驶员视觉增强系统提出了高效、灵活、精确的新要求。基于非制冷红外探测技术的军用车辆驾驶员视觉增强系统作为一类能够有效支持部队全天时、全天候作战的装备,既增强了车辆夜间隐蔽通行能力, 又有效保障了机械化部队的全天候机动能力。通过研究非制冷红外探测技术成像原理, 设计出一款模块化、体积小、功耗低、可靠性高的军用车辆驾驶员视觉增强系统, 有利于满足日益增长的陆军装备需求。其功能模块包括: 红外探测器模块、信号处理模块、图像处理模块、电子稳像模块、行人识别模块、录像模块、控制模块、显示模块, 各功能模块相对独立。

非均匀校正和视觉增强是红外图像处理的关键性技术, 其主要是为了解决红外系统在光学、焦平面、读出电路等设计和工艺中存在的问题。基于此, 在非均匀校正方面, 概述了近年来基于场景的非均匀校正技术和去除“鬼影”现象的发展现状。在视觉增强方面, 从灰度值的动态压缩角度阐述了传统方法和红外图像细节增强技术的最新研究成果, 以及 640×512中波数字化焦平面探测器在增强方面采用的最新技术和成像效果; 并从分辨率增强角度介绍了“微扫”技术在红外系统分辨率增强方面的突破技术和相关产品。最后, 对红外图像处理发展趋势进行了展望。

分析了车载视觉增强系统中红外热成像的特征及其图像处理的技术难点, 并设计了一种车载红外热成像图像处理系统。首先, 在评估了系统的静态资源和动态资源的消耗后, 给出了以 FPGA为核心处理单元、ARM为控制单元的系统硬件架构。然后介绍了图像处理系统的软件设计, 并提出了一种用于系统调试的通信协议帧结构。实测结果表明, 该红外热成像图像处理系统的具有良好的实时性和可靠性。

综述了三种民用车载视觉增强系统的性能特点与研究现状, 分析了民用车载视觉增强系统的发展趋势。首先简述三种民用车载视觉增强系统的工作原理, 并对三种系统的典型产品进行了性能比较; 然后介绍了三种系统的国内外发展情况以及主要产品特点; 最后分析了民用车载视觉增强系统的发展趋势。

红外与可见光的图像融合技术可以有效提高图像的对比度和清晰度, 增强夜视效果。非降采样的Contourlet变换在图像融合领域取得了一定的研究成果。提出一种基于区域标准差比例加权的非降采样Contourlet变换的图像融合方法, 并对该方法的鲁棒性进行分析。首先对来自同一场景的配准后的红外与可见光图像进行非降采样Contourlet变换; 其次对近似分量取平均, 高频细节分量按照区域标准差比例加权求和; 然后通过非降采样Contourlet反变换得到融合图像; 最后通过大量实验, 与Laplace变换、小波变换及Contourlet变换的结果进行比较, 并通过噪声实验对各变换进行了鲁棒性分析。结果表明：非降采样Contourlet变换可以获得较好的融合效果, 并且具有较高的鲁棒性。