基于SE-Hardnet网络的无人机图像目标匹配算法

针对无人机对目标进行匹配定位过程中,面临图像旋转变化及视角尺寸过小导致的图像特征提取困难等问题,提出了一种融合候选区域检测与SE-Hardnet特征提取网络的无人机目标图像匹配算法。通过Edge Boxes算法检测候选区域,结合SE-Hardnet网络进行特征提取,实现了目标图像的精确匹配。实验结果表明,所提算法在图像发生角度、尺寸变化时,具有更高的匹配正确率和鲁棒性,在近距离条件下图片数据集中的匹配正确率比现阶段图像匹配算法高8%~11%。为无人机目标定位提供了一种可行和有效的手段。

低信噪比红外图像直线段检测算法

因梯度场计算受噪声影响严重,直线段检测是低信噪比红外图像处理的一个难点。文中利用直线区域的相位分布具有显著非各向同性的基本事实,通过度量图像点邻域内的非各向同性度来区分直线点和非直线点。定义了图像的局部非各向同性度并给出了计算子,结合相位编组和背景反例模型,提出了一种能有效抑制噪声影响的新的直线段提取算法。实验表明,该算法能有效检测出低信噪比图像中的直线段,并具有很低的虚警率。

基于辐射-环温联合曲面的红外图像非均匀性校正

在传统红外图像非均匀性校正方法中,探测器均处在常温环境下,当探测器的环温在一个较宽的范围内变化时,这些方法的校正效果便会恶化、不适应。针对此问题,本文在原常温多点标定法的基础上提出了一种基于曲面拟合的校正方法,把原先标定曲线加上探测器环温维度扩展成标定曲面。随后的纵向对比实验和横向对比实验表明该方法能够显著降低非均匀性,并能适应环温变化的情况。

一种自适应非均匀性校正算法

针对神经网络非均匀性校正算法(NN-NUC)存在的鬼影问题,分析了其形成的机理,提出一种自适应非均匀性校正算法.首先设计了一个去噪保边的高斯低通-三边联合滤波器;然后采用该滤波器取代NN-NUC算法的均值滤波器获取期望图像,以减少边缘像素估计误差,达到抑制鬼影的目的.采用仿真和实际红外图像序列进行实验的结果表明,该算法在有效地抑制鬼影的同时获得了较好的非均匀性校正效果.

一种分析气动光学传输效应的等效透镜方法

针对2.5Ma条件下气动光学传输效应对红外成像的影响进行机理分析。利用有限元仿真得到头罩外流场的温度、压力、空间分布形态的参数。在此数值仿真基础上,提出将头罩外流场等效为气体透镜的方法,计算透镜的折射率和焦距及其对原红外成像系统焦点位置的改变量约为49.66?m,此改变量小于焦深,则外流场对红外光线传输的影响基本可以忽略,成像不会产生模糊。测量风洞实验拍摄到退化图像的调制传递函数(MTF)与红外探测系统的MTF相差很小,验证了对气动光学传输效应机理分析的正确性。

基于直线映射的红外与可见光图像自动配准算法

提出了一种新的图像相似度量——隐直线度(ILS),并以此为基础给出一种新的红外与可见光图像自动配准算法.算法的本质是通过对齐图像中的直线段特征来实现配准.首先在一幅图像中提取直线段特征并记录下坐标位置,然后将这些直线段特征映射到另一幅图像上,通过最优化方法最大化映射后直线段特征所在位置的图像区域与直线段的相似程度来确定图像间的几何映射关系.这样无需直接比较待配准图像之间的灰度相似性.算法采用了多分辨率分析方法,在高斯尺度空间中由粗到精地计算配准参数.参数寻优采用改进的Powell算法.实验结果表明,本文算法能有效地实现红外和可见光图像的自动配准,并且和已有算法相比在精度相当的情况下大幅提高了计算效率和抗噪能力.

面向大气背景光抑制的金属光栅偏振片效能表征及设计

为了定量评价和合理设计偏振滤波抑制大气背景光的金属光栅（WG）偏振片,提出了WG偏振片效能表征模型。该方法利用严格耦合波（RCW）理论计算了WG偏振片的TM和TE偏振透射率,并结合偏振滤波抑制大气背景光的效能计算模型,提出了在给定光栅材料与结构参数条件下面向大气背景光抑制的WG偏振片效能表征方法。借助该方法,计算分析了一维矩形WG偏振片的大气背景光抑制效能,结果表明：WG偏振片采用金（Au）、铜（Cu）材料抑制大气背景光的效能优于银（Ag）、铝（Al）和铬（Cr）金属;随着线栅高度的增加,WG偏振片抑制大气背景光的效能提高,较优的线栅高度取200 nm以上;较优的线栅周期范围为200~300 nm;随着线栅占空比增大,WG偏振片抑制大气背景光的效能提高。结合目前偏振片制备工艺,设计了面向大气背景光抑制的一维矩形WG偏振片,其中光栅材料为Cu金属、基底材料为二氧化硅（Si O2）、占空比为0.5、周期为250 nm、高度为200 nm。