红外成像制导技术代表了当前红外制导技术发展的总趋势,是当前精确制导技术发展的一支主流。大视场、多像元以及实时性的矛盾是制约红外成像制导发展的瓶颈。人眼的注意力机制保证了人眼信息获取的高效性。开展视觉系统仿生技术在红外成像制导中的应用研究,对于红外成像制导导弹中的导引头结构、红外目标图像信息的获取和处理、目标识别等将有可能获得比较满意的效果。对生物视觉信息获取和处理机制的数学模型、计算机仿真进行研究,成果不仅可用于红外成像智能导弹的精确制导,而且可用于各种红外探测设备及机器人视觉系统,具有较好的应用价值和前景。 本文首先以视觉生理学、心理学的研究为基础,以注意机制为核心,介绍了视觉系统通路、视觉神经系统及其对信息的处理、眼动与注意转移方面的研究成果,并据此给出了注意的三个层次,它们构成了视觉注意机制的生理基础。 在对数极坐标变换(LPT)基础上,根据需求与任务的不同对转换运算进行了分类,归纳了正向、反向两种运算模式,正向运算结果阵的数据量少,但是在转换阵的前端将出现离散的情形,这不利于进行后续的处理;反向运算考虑了填充思想,可以得出转换阵的满化图。根据上述正向、反向算法,解释了生物视觉系统中的视皮层尺度变化现象并提出了视觉系统对应的数学模型图。 从理论上对经典LPT的尺度、旋转不变性进行了分析研究,并用红外图像实例进行了说明。针对其不具有平移不变性的不足,本文提出了采用付氏变换来实现其平移不变性。提出了可变参数的对数极坐标变换(VPLPT),使中央高分辨率区域的大小可以自由调节,并降低数据量,适合用于实时运算。通过与经典LPT所需数据量的比较分析,表明了其快速性。对直升机的红外图像进行了处理,也证明了其有效性。 给出了具有选择注意集中机制的初级视觉模型的基本框架并对模型进行了细化。针对红外成像制导的特点,给出了该视觉模型在红外图像处理中的应用方案。给出了对数极坐标变换的FPGA实现方案。