红外阵列探测器及边缘检测的研究

论文摘要

随着红外探测技术的不断发展，以高像素、高分辨率、多波段、智能化、灵巧化为主要特点的阵列式红外探测器不断涌现。本课题在对阵列式红外探测器进行深入研究的基础上，探讨了阵列式红外探测器的特点及结构设计方法；提出了红外显微测温仪、一种扇形阵列探测器及其制作方法、阵列式红外测温仪三项发明专利；并基于以上设计提出了一种应用于低阵元数红外探测器输出图像的边缘检测方法，以达到高像素、高精度的图像边缘处理。通过该方法可以在不增加阵列阵元数量的情况下，可以极大地提高探测器的分辨率和成像像素，在低阵元数红外探测器中可以实现边缘的细致化检测，该方法还可以应用于显微拍照和摄像大大提高图像的边缘条纹清晰度和图像的放大率。使用本文提出的阵列探测器设计方法，可以大大降低红外阵列探测器的制造成本。通过本文研究的边缘检测算法可以在不提高探测器阵列规模的条件下，提高探测显示像素数和探测精细度。该方法可以广泛的应用于红外成像、测温领域，并大幅降低红外阵列探测设备设计制造成本，使其应用面更加广泛，推动整个红外探测领域技术发展，提高相关应用领域产品性能和质量。本文研究成果对社会和谐可持续发展有重要意义，对提升我国工业制造实力和高科技产品研发制造能力有着深远影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的目的和意义
• 1.2 红外探测及边缘检测技术的发展和应用
• 1.2.1 红外探测技术的发展和应用
• 1.2.2 缘检测技术
• 1.3 本文的主要研究工作
• 第二章 红外探测器的基本原理
• 2.1 红外辐射基本规律
• 2.1.1 普朗克定律
• 2.1.2 基尔霍夫定律
• 2.1.3 斯蒂芬-玻耳兹曼定律
• 2.1.4 维恩位移定律
• 2.2 红外探测器的分类
• 2.2.1 热敏探测器
• 2.2.2 光子探测器
• 2.2.3 光伏探测器
• 2.2.4 光发射-Schottky 势垒探测器
• 2.2.5 量子阱红外探测器
• 2.3 红外探测器的物理效应
• 2.3.1 光子效应与光热效应
• 2.3.2 光电发射效应
• 2.3.3 光电导效应
• 2.3.4 光伏效应
• 2.4 本章小结
• 第三章 红外阵列探测器
• 3.1 红外阵列探测器概述
• 3.1.1 红外阵列探测器的发展
• 3.1.2 红外阵列探测器性能参数
• 3.1.3 红外阵列探测器的材料选择
• 3.1.4 硅光伏材料红外阵列探测器及特性
• 3.2 阵列式红外测温仪
• 3.2.1 阵列式红外测温仪结构连接
• 3.2.2 阵列式红外探测器实施方式
• 3.3 一种扇形阵列探测器
• 3.3.1 扇形阵元探测器实施方式
• 3.3.2 扇形阵元探测器的制作工艺
• 3.3.3 一种红外显微测温仪
• 3.4 探测器的测试
• 3.5 本章小结
• 第四章 探测目标抽取及图像预处理
• 4.1 探测目标提取
• 4.1.1 探测目标的确定
• 4.1.2 基于小波分析的目标检测
• 4.2 小波变换
• 4.3 图像预处理
• 4.3.1 图像滤波处理
• 4.3.2 阈值分割
• 4.4 本章小结
• 第五章 边缘检测算法
• 5.1 边缘检测方法概述
• 5.2 基于阵列式红外探测器的边缘检测
• 5.3 本章小结
• 第六章 全文总结与展望
• 6.1 本文主要工作
• 6.2 展望
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢