连续太赫兹波图像增强算法的研究

论文摘要

太赫兹(THz,1THz=1012Hz)波段指的是波长在0.1THz～10THz（波长在3mm～30μm）区间的远红外电磁辐射,其波段位于微波和红外光之间。由于超快激光技术的发展,为太赫兹脉冲的产生提供了稳定、可靠的光源,使得太赫兹光谱成像技术得到了蓬勃的发展。太赫兹光谱成像技术作为一种新型的太赫兹探测技术,相比于傅立叶红外变换光谱仪,它具有对热背景不敏感,信噪比高等优势。在太赫兹光谱和成像研究中得到了广泛应用。近年来,受动荡的世界格局的影响,公共安全越来越成为各国政府关注的焦点。为了有效地防范和打击犯罪活动的发生和扩展,各国警方都采用新型的安全检查技术对危险物品、违禁物品有针对性地进行检查。太赫兹辐射以它独特的性质有可能成为一种有效的安全检查手段。本文以连续太赫兹波成像机理为理论基础,分别从去除图像条纹、图像对比度增强及图像锐化三个角度研究了连续太赫兹波图像的增强算法。主要研究内容及成果如下:1、介绍了太赫兹成像技术的发展现状及存在的问题。阐述了连续太赫兹波成像机理,分析了其图像的对比度、直方图特点。2、研究了连续太赫兹波图像中干涉条纹的去除方法。通过对原始图像进行二值化,得到条纹模型图,进而确定条纹在频域中所对应成分的位置,通过陷波滤波算法进行去条纹处理,并分析去除条纹后的图像特点。3、将经典的图像增强算法应用于连续太赫兹波图像的处理,针对连续太赫兹波图像的特点,从不同的角度选用不同的图像增强算法,分析对比各种算法的处理效果。4.基于视觉恒常理论,将Retinex算法应用到连续太赫兹波图像处理中。对比分析了两种常用而易于实现的Retinex算法对连续太赫兹波图像处理的效果,证明了Retinex算法适用于连续太赫兹波图像增强,并取得了较好的视觉效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 引言
• 1.1 太赫兹辐射简介
• 1.2 太赫兹成像技术
• 1.2.1 脉冲成像
• 1.2.2 连续波成像
• 1.2.3 太赫兹成像技术存在的问题
• 1.3 本论文的主要工作
• 第二章 连续太赫兹波图像产生机理和特征分析
• 2.1 连续太赫兹波图像的获取
• 2.2 连续太赫兹波图像的特点
• 2.2.1 连续太赫兹波图像特点
• 2.2.2 连续太赫兹波图像的直方图特点
• 2.3 本章小结
• 第三章 基于傅立叶变换的图像去条纹处理
• 3.1 图像的傅立叶频谱分析
• 3.2 条纹特征分析
• 3.3 基于频谱分析的条纹去除算法
• 3.4 去除条纹后图像的直方图变化
• 3.5 本章小结
• 第四章 连续太赫兹波图像增强
• 4.1 图像增强概述
• 4.2 图像的对比度增强
• 4.2.1 直接灰度变换
• 4.3.2 基于灰度直方图的图像增强
• 4.4 图像的锐化
• 4.4.1 拉普拉斯算子（Laplacian）
• 4.4.2 Sobel算子
• 4.5 本章小结
• 第五章 基于retinex理论的连续太赫兹波图像增强
• 5.1 色彩恒常理论
• 5.1.1 色彩恒常性的研究
• 5.1.2 Land的 Retinex理论
• 5.2 Retinex算法的实现方法
• 5.3 中心/环绕 Retinex算法
• 5.3.1 单尺度Retinex算法
• 5.3.2 多尺度Retinex算法
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 硕士期间所发表或待发表的文章
• 致谢