红外热成像国外文献论文

生物医学工程是一门新兴的边缘学科，它综合工程学、生物学和医学的理论和方法，在各层次上研究人体系统的状态变化，并运用工程技术手段去控制这类变化，其目的是解决医学中的有关问题，保障人类健康，为疾病的预防、诊断、治疗和康复服务。 生物医学工程兴起于20世纪50年代，它与医学工程和生物技术有着十分密切的关系，而且发展非常迅速，成为世界各国竞争的主要领域之一。 生物医学工程学与其他学科一样，其发展也是由科技、社会、经济诸因素所决定的。这个名词最早出现在美国。1958年在美国成立了国际医学电子学联合会，1965年该组织改称国际医学和生物工程联合会，后来成为国际生物医学工程学会。 生物医学工程学除了具有很好的社会效益外，还有很好的经济效益，前景非常广阔，是目前各国争相发展的高技术之一。以1984年为例，美国生物医学工程和系统的市场规模约为110亿美元。美国科学院估计，到2000年其产值预计可达400～1000亿美元。 生物医学工程学是在电子学、微电子学、现代计算机技术，化学、高分子化学、力学、近代物理学、光学、射线技术、精密机械和近代高技术发展的基础上，在与医学结合的条件下发展起来的。它的发展过程与世界高技术的发展密切相关，同时它采用了几乎所有的高技术成果，如航天技术、微电子技术等。 生物医学工程学的内容 生物力学是运用力学的理论和方法，研究生物组织和器官的力学特性，研究机体力学特征与其功能的关系。生物力学的研究成果对了解人体伤病机理，确定治疗方法有着重大意义，同时可为人工器官和组织的设计提供依据。 生物力学中又包括有生物流变学(血液流变学、软组织力学和骨骼力学)、循环系统动力学和呼吸系统动力学等。目前生物力学在骨骼力学方面进展较快。 生物控制论是研究生物体内各种调节、控制现象的机理，进而对生物体的生理和病理现象进行控制，从而达到预防和治疗疾病的目的。其方法是对生物体的一定结构层次，从整体角度用综合的方法定量地研究其动态过程。 生物效应是研究医学诊断和治疗中，各种因素可能对机体造成的危害和作用。它要研究光、声、电磁辐射和核辐射等能量在机体内的传播和分布，以及其生物效应和作用机理。 生物材料是制作各种人工器官的物质基础，它必须满足各种器官对材料的各项要求，包括强度、硬度、韧性、耐磨性、挠度及表面特性等各种物理、机械等性能。由于这些人工器官大多数是植入体内的，所以要求具有耐腐蚀性、化学稳定性、无毒性，还要求与机体组织或血液有相容性。这些材料包括金属、非金属及复合材料、高分子材料等；目前轻合金材料的应用较为广泛。 医学影像是临床诊断疾病的主要手段之一，也是世界上开发科研的重点课题。医用影像设备主要采用 X射线、超声、放射性核素磁共振等进行成像。 X射线成像装置主要有大型X射线机组、X射线数字减影(DSA)装置、电子计算机X射线断层成像装置(CT)；超声成像装置有B型超声检查、彩色超声多普勒检查等装置；放射性核素成像设备主要有γ照相机、单光子发射计算机断层成像装置和正电子发射计算机断层成像装置等；磁成像设备有共振断层成像装置；此外还有红外线成像和正在兴起的阻抗成像技术等。 医用电子仪器是采集、分析和处理人体生理信号的主要设备，如心电、脑电、肌电图仪和多参量的监护仪等正在实现小型化和智能化。通过体液了解生物化学过程的生物化学检验仪器已逐步走向微量化和自动化。 治疗仪器设备的发展比诊断设备要稍差一些。目前主要采用的是X射线、γ射线、放射性核素、超声、微波和红外线等仪器设备。大型的如：直线加速器、X射线深部治疗机、体外碎石机、人工呼吸机等，小型的有激光腔内碎石机、激光针灸仪以及电刺激仪等。 手术室中的常规设备已从单纯的手术器械发展到高频电刀、激光刀、呼吸麻醉机、监护仪、X射线电视，各种急救治疗仪如除颤器等。 为了提高治疗效果，在现代化的医疗技术中，许多治疗系统内有诊断仪器或一台治疗设备同时含有诊断功能，如除颤器带有诊断心脏功能和指导选定治疗参数的心电监护仪，体外碎石机中装备了进行定位的X射线和超声成像装置，而植入人体中的人工心脏起搏器就具有感知心电的功能，从而能作出适应性的起搏治疗。 介入放射学是放射学中发展速度最快的领域，也就是在进行介入治疗时，采用了诊断用的x射线或超声成像装置以及内窥镜等来进行诊断、引导和定位。它解决了很多诊断和治疗上的难题，用损伤较小的方法治疗疾病。 目前各国竞相发展的高技术之一为医学成像技术，其中以图像处理，阻抗成像、磁共振成像、三维成像技术以及图像存档和通信系统为主。在成像技术中生物磁成像是最新发展的课题，它是通过测量人体磁场，来对人体组织的电流进行成像。 生物磁成像目前有二个方面。即心磁成像(可用以观察心肌纤维的电活动，可以很好地反映出心律失常和心肌缺血)和脑磁成像(用以诊断癫痫活动、老年性痴呆和获得性免疫缺陷综合征的脑侵入，还可以对病损脑区进行定位和定量)。 另一个世界各国竞相发展的高技术是信号处理与分析技术，其中包括心电信号、脑电、眼震、语言、心音呼吸等信号和图形的处理与分析。 高技术领域中还有神经网络的研究，目前世界各国的科学家为此掀起了一个研究热潮。它被认为是有可能引起重大突破的新兴边缘学科，它研究人脑的思维机理，将其成果应用于研制智能计算机技术。运用智能原理去解决各类实际难题，是神经网络研究的目的，在这一领域已取得可喜的成果。

自然界中只要高于绝对零度（-273℃）的物体，都会不断向外辐射红外线。红外热成像通过光学系统、红外探测器芯片及电子处理系统，将物体表面红外辐射转换成可见图像。简单来说，红外热成像原理就是利用温度成像，将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像。热图像的上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。红外热成像具有不受可见光影响、可24小时清晰成像、非接触测温、穿烟透雾等优势，可应用于人体测温、工业测温、自动驾驶、安消防、户外观察等。

自然界中除了人眼看得见的光（通常称为可见光），还有紫外线、 红外线等非可见光。自然界中温度高于绝对零度(-273℃)的任何物体，随时都向外辐射出电磁波（红外线），因此红外线是自然界中存在最广泛的电磁波，并且热红外线不会被大气烟云所吸收。随着科技的日新月异，利用红外线这一特性，采用应用电子技术和计算机软件与红外线技术的结合，用来检测和测量热辐射。物体表面对外辐射热量的大小，热敏感传感器获取不同热量差，通过电子技术和软件技术的处理，呈现出明暗或色差各不相同的图像，也就是我们通常说的红外线热成像；将辐射源表面热量通过热辐射算法运算转换后，实现了热像与温度之间的换算。

随着大数据、人工智能、计算机视觉技术的快速普及和制造业的升级需求，红外热成像技术逐渐进入人们视野。

区别于以往的可见光，红外热成像主要依靠物体散发的热辐射构建图像，不仅为机器视觉增添了新的维度，还为专业人员和决策者提供了更多的信息。

红外热成像的原理

当物体温度高于绝对值零度（-273 ）时，会持续向周围辐射出载有物体特征信息的红外线， 同时这种红外线辐射还载有物体的特征信息。

利用这一特性，通过光电红外探测器将物体发热部位辐射的功率信号转换成电信号后，成像装置就可以一一对应地模拟出物体表面温度的空间分布，最后经系统处理，形成热图像视频信号，传至显示屏幕上，就得到与物体表面热分布相对应的热像图，即红外热图像。

（红外热成像原理）

红外热成像的优势

红外热成像原理不同于可见光的成像，只要物体之间存在温差即可。鉴于此特性，红外热成像有以下优势：

（1）探测能力较强，可远距离发挥效用；

（2）被动式的非接触式检测与识别，隐蔽性强；

（3）在恶劣环境中可同时对多目标实现高精度、远距离监控；

（4）在强光等客观条件下，物体表面的温度场图像的显示仍旧不受影响。

红外热成像的应用领域

红外热成像技术可广泛应用于环境保护、检验检疫、渔政监管等多个领域，能为生产生活提供极大的便利性。

森林防火

在大面积的森林中，不明显的隐火容易引起大火，仅仅依靠人工监控是难以及时发现的，等发现时往往已经发展成了难以控制的局面。

红外热像仪可以通过设置目标温度上限来对监测目标进行实时分析。如果目标温度达到设定上限就会发出报警信息，由此便可迅速确定起火点的位置和规模，将森林火灾消灭在萌芽阶段，消除火灾隐患。

疫情防控

发热是感染新型冠状病毒的症状之一，测温则成为了疫情防控的第一道防线。

利用红外热成像测温技术，能以非接触方式快速检测人体温度，精准测量人体温度，当超过报警温度阈值温度时，设备会自动报警，提醒工作人员进一步进行体温检查，实现快速、准确的大面积体温筛查，助力疫情防控。

渔政监管

渔政违法活动通常都选择在深夜或大雾天气进行，具有执法死角多、取证难等问题。

红外热成像设备通过探测热源发现目标，避免了以往传统监管在黑暗环境下难以发现、难以识别的弊端。监控系统自动检测过往船只并抓拍留存图像，可代替人工盯守岗位并提供有效证据。

红外热成像技术作为一门新兴的无损检测技术，具有非接触、大面积、响应快等诸多优点。随着国内外对红外热成像检测技术研究的不断深入，相信红外热成像技术将会在更多领域发挥更为重要的作用。

电子工程专业论文提纲

论文提纲并没有同学们想象的那么麻烦，只需要简单说明论文的成文思路即可。下面是我为您搜集整理的电子工程专业论文提纲，欢迎阅读借鉴。

篇一：论文提纲

题目：红外成像系统性能分析的计算机模拟

为适应红外热成像系统的发展要求，本文采用面向对象的程序设计语言—DelPhi语言，对红外热成像系统性能的计算机辅助设计探讨了一条有效的途径。 本文对研究课题采用类和目标的定义方法，描述了红外热成像系统中目标、背景、大气传输、红外接收和信号处理等子系统，通过理论分析，在比较的基础上，建立了验证热成像仪静态性能的数学模型，运用Delphi语言和数据库，将数据输入，静态性能计算，结果输出和文件管理等融为一体，形成一个较完整的软件包。达到了直观、方便的操作效果。 完成的程序对机载前视红外仪、医用热像仪等具有代表性的几种热像仪进行性能分析，得到的调制传递函数(MTF)，噪声等效温差(NETD)等性能参数的数据表格和曲线图，同野外实验所得数据相差误差在10%～20%左右，该模型基本反映系统特性，满足用户使用和二次开发的需要。

中文摘要3-4

英文摘要4-5

目 录5-6

第一章 绪论6-15

引言6-8

论文的提出和内容8-10

红外系统性能分析的概况10-11

论文在Delphi语言的实现11-15

第二章 研究对象的类分析15-26

黑体辐射类15-21

大气传输的类建立21-26

第三章 数学模型的建立26-42

热像仪组成和基本技术参数26-30

静态性能模型的建立30-40

视距估算模型的建立40-42

第四章 性能分析的计算机模拟实验42-50

数据模型在Delphi上实现的流程图42-44

类和对象在Delphi上实现的源程序44-47

主程序界面47-50

第五章 实验结果与分析50-56

第六章 结论56-57

致 谢57-58

参考文献58-60

附 录60-74

篇二：论文提纲

题目：激光识别与通信系统若干问题的研究

本文对激光识别与通信系统的激光发射子系统、PIN光电接收子系统和APD回波接收子系统建立了数学模型。以此为出发点，对其进行了深入的理论分析和实验研究，给出了硬件电路设计的理论依据。据此解决了PIN光电接收的抗强背景光饱和与抗背景光干扰的问题;用单片机模糊控制技术实现了某APD光电探测器偏压补偿的.实时化和智能化。 对安装面角误差影响随动光轴平行性的问题也建立了数学模型，以此为出发点进行理论分析，给出了分析结果;提出用三坐标测量机测量安装面，通过拟合得到安装面的角误差;从而为减小这一误差源对随动光轴平行性的影响铺平了道路。 对稳定转台进行了分析，设计了数字PID结合微分顺馈的控制软件，满足控制要求。

中文摘要3-4

英文摘要4-5

目录5-7

第一章 绪论7-10

引言7

国外研究概况7-9

激光识别与通信系统的研制、功能和本文内容9-10

第二章 激光识别与通信系统的组成10-13

系统组成及工作原理10

激光发射与APD回波接收部分10

PIN光电接收部分10-12

主机控制部分12

调制解调键盘显示与控制部分12

稳定转台部分12-13

第三章 激光发射子系统13-18

激光器的调制特性和光束生成13-15

半导体激光器的主要参数15-16

激光发射方式16-17

激光发射子系统的组成17-18

第四章 PIN光电接收子系统18-29

激光功率探测和接收视场18-19

背景辐射与背景噪声19-21

开关键控(OOK)误码率21-24

PIN光电接收子系统的设计24-25

大气对激光接收子系统的影响25-26

PIN光电接收子系统的灵敏度26-29

第五章 APD回波接收子系统29-51

直接探测技术29-33

背景辐射33-35

APD光电探测器的基本特性及应用35-41

光电信号的检测与负载电阻41-42

判决门限的选择42-44

APD回波接收子系统的设计44-51

第六章 安装面误差与随动光轴的平行51-60

概述51-52

随动光轴的角误差分析52-58

安装面角误差的获得58-60

第七章 转台60-67

转台的组成和稳定原理60-61

稳定转台的控制系统61-62

控制算法和控制软件62-67

结论67-68

致谢68-69

参考文献69-70