1. 研究目的与意义（文献综述）
红外线，又称红外辐射，是指波长为0.78～1000微米的电磁波，人眼不可见。其中波长为0.78 ～2.0 微米的部分称为近红外，波长为2.0～1000 微米的部分称为热红外线。理论上，自然界中一切温度高于绝对零度（即零下273摄氏度）的物体均可向外辐射红外线。因此可利用探测设备测定目标的本身和背景之间的红外线差以得到不同的红外图像，从而对目标进行远距离观察和分析。红外成像技术广泛应用于军事领域和工业、农业、消防等民用领域。采用红外焦平面阵列探测器的凝视红外成像系统是红外成像技术近年来的发展方向。而由于制造工艺等问题，红外焦平面阵列上各探测元之间的响应特性并不一致，即存在非均匀性，会导致所获得的红外图像上存在明显的固定图案噪声,这些噪声严重影响了红外图像的分辨率，对红外图像的后续处理造成极大干扰。因此需要对红外图像进行非均匀性校正。然而经过非均匀校正后的红外图像仍然存在一些明显噪声，影响视觉效果，所以采用适当的算法对红外图像进行去噪处理就显得尤为重要。
本课题中重点研究的是对已经经过非均匀校正后的红外图像进行去噪处理。图像去噪包含两个方面的内容：消除噪声和增强图像特征。而这两点在实际处理过程中通常是矛盾的，因为噪声和图像边缘都是图像中的高频部分，通常的领域滤波运算即加权平均卷积运算，如高斯低通滤波运算，在消除噪声的同时往往会导致图像边缘模糊。而双边滤波不仅考虑到像素空间的邻近度而且考虑到像素的亮度相似性，通过选择合适的模板卷积权值可以在有效去除噪声的同时很大程度地保留并加强边缘信息，即达到保边去噪的目的。因此可以通过基于双边滤波的非均匀校正技术来改善图像质量。双边滤波算法被广泛应用于图像去噪、纹理和亮度的分离、光流计算等领域，近几年国内外围绕其参数的选择、运算速度的提高及与其他算法相结合等以改进双边滤波算法展开了一系列研究，如改进的双边滤波时域高通非均匀校正算法，双边滤波直方图均衡的非均匀校正算法等。
在研究本课题的过程中，可以了解红外热成像的特点以及红外图像滤波算法的研究现状，了解红外图像噪声的成因及评价标准，并掌握利用matlab软件建立双边滤波算法模型和在fpga平台上进行算法验证的基本方法，从而为今后研究生阶段在红外图像处理领域的研究奠定基础。
2. 研究的基本内容与方案
本课题主要涉及的研究方向是红外图像的双边滤波算法处理的研究。在本课题中采用的待处理的红外图像是已经经过非均匀校正的，所以本课题的研究重点就在于研究分析红外热成像的特点和红外图像滤波算法的研究现状，以及红外图像噪声的成因和评价标准。通过实验室现有的红外焦平面阵列探测器采取红外图像数据，研究红外图像双边滤波算法并建立算法模型。结合matlab软件进行编程，实现双边滤波算法的仿真和评估，并在fpga平台上对该算法进行进行验证。
本课题的主要技术指标是图像质量、图片处理速度和内存占用。在这里对图像质量的评价包括主观和客观评价。主观评价是根据人眼主观感受来评价图像质量，由于主观视觉感受因人而异，所以只作为参考，重点在于对图像的客观评价，包括有参照图像评价和无参照图像评价，本课题中采用有参照图像评价。通过对原始红外图像进行处理，应使图像质量得到显著调高，同时也要兼顾图片的处理速度和内存占用，尽可能地做到在短时间、少内存占用的条件下显著改善图像质量。
本课题的仿真平台是matlab，实现平台是fpga。在完成本课题研究的过程中，拟采用的技术方案及措施为通过阅读国内外有关红外热成像与信号处理、红外双边滤波算法及相关算法、matlab和fpga平台的使用等的学习书籍和近几年的文献资料或相关博客，了解研究所需基本理论知识和该领域近几年的研究成果。并按照图像噪声评价标准，通过数据分析来对各双边滤波算法进行对比和评估，以期找到最适合本课题中采集的红外图像的算法。
3. 研究计划与安排
第1－3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需红外图像预处理及matlab仿真平台和fpga的相关知识。确定方案，完成开题报告。第4－8周：建立红外图像双边滤波算法模型并在matlab上仿真。
第9－13周：在fpga平台上进行算法验证。
第14－16周：完成并修改毕业论文。
4. 参考文献（12篇以上）
[1] 金显贺，王昌长，王忠东，等．一种用于在线检测局部放电的数字滤波技术[j]．清华大学学报（自然科学版），1993，33（4）：62-67．
[2] pd patil，ad kumbhar. a review： bilateral filter for real time image de-noising. international journal of advanced research in electrical, electronics and instrumentation engineering(ijareeie), vol. 4, issue 2, february 2015．
[3] 刘国钧，陈绍业，王风翥．图书馆目录[m]．北京：高等教育出版社，1957．
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