题目：红外热成像无损检测的二维计算机仿真与图像处理

红外热成像无损检测技术由于其检测面积大、检测速度快和非接触从而在材料和构件的无损检测中应用越来越广泛。为了深入理解红外热成像无损检测技术的传热机理、模拟热流在构件内部传导过程、建立导热的仿真算法，本文首先建立了热传导的三维模型，根据实际需要将其简化为二维模型，然后对该模型进行分析，从而得到所需的仿真算法，并且利用该算法开发出了针对二维热传导的仿真软件。另外，本文还研究了奇异值分解法和主分量分析法在红外数字图像序列处理中的应用，并且开发了用于研究这两种图像处理算法的专用软件。本文首先建立了二维热传导的物理模型，对这个模型在受到激励后热流在其内部的传导过程做了详细的分析，建立了热流传导的数学模型，并且对模型的边界条件做了合适的处理，从而得到了针对该模型的一组导热微分方程。接着，介绍了微分方程的数值解法，并且对有限差分法进行了详细研究。讨论了求解微分方程时步长的划分和方程稳定性以及方程解的收敛性之间的关系，并根据资料得出了方程稳定性的判定方法。然后，应用有限差分法对所得导热微分方程的求解过程做了详细的分析，由此得到了这一导热过程的仿真算法。在VC环境下，根据此算法开发出针对二维热传导的仿真软件。最后，本文研究了奇异值分解法和主分量分析法在红外数字图像序列处理中的应用。分别对这两种方法的基本原理进行了研究，结合数字图像序列特点，建立了针对数字图像序列处理的算法。运用这两个算法分别对数字图像序列进行处理，证明了奇异值分解法和主分量分析法不仅能够消除构件表面加热不均，而且使得处理后的图像的信噪比得到很大提高，因此它们是红外数字图像序列处理的有效方法。