一种基于重叠因子的同轴警戒激光雷达动态范围压缩方法

针对警戒激光雷达近场信号过饱和与雨、雾等天气形成的近距离虚假信号造成“虚警”或“漏警”的问题,研究了一种基于重叠因子的同轴警戒激光雷达动态范围压缩方法。由经典激光雷达方程以及同轴遮挡和激光光斑能量分布的概率密度函数,建立了激光雷达方程修正模型;针对商用警戒激光雷达进行了响应曲线测试,并与基于激光雷达方程修正模型仿真的响应曲线进行对比分析,验证模型的有效性;仿真分析了发射透镜半径、光阑半径、激光发散角、接收透镜焦距四个参数对响应曲线的影响,结果表明:光阑半径是影响响应曲线的最主要因素,增大光阑半径可以显著压缩近场信号,进而压缩响应曲线的动态范围。论文建立的激光雷达方程修正模型对激光雷达初始设计具有重要指导意义及广泛的应用前景。

红外偏振成像系统性能评估模型

红外偏振成像系统快速发展且应用广泛,但评估其性能的成像系统性能模型发展不足。迫切需要能够与先进的偏振成像系统相匹配的性能模型。利用深度学习网络的训练过程与人脑提取认知信息过程的相似性,本文首次将深度学习方法引入系统性能模型领域,提出了一种基于二维图像的可自动评估系统性能的红外偏振成像系统性能模型。该模型主要包含两个主要模块:退化模块、性能感知模块。在评估一个新的系统时,需要输入高质量的原始图像,并根据系统的硬件参数量身定制成像系统退化模块,退化完成后输入性能感知模块,从而得到最终的目标获取性能。为验证模型有效性,本文基于红外辐射理论自建了面向海面场景的红外偏振数据集,训练网络并进行测试。应用该模型对红外偏振成像系统的性能进行评估,评估结果与主观感知具有较好的一致性。

田字型四孔径红外仿生复眼的目标定位

为了探索仿生复眼在目标定位领域的应用,以视场部分重叠的“田”字型四孔径红外仿生复眼成像系统为基础,对其空间目标定位的方法进行研究。根据四个子孔径的空间分布关系分析了“田”字型四目立体视觉的成像过程,和各子孔径与世界坐标系之间的转换关系,并推导出四孔径红外仿生复眼的空间目标定位方法,提出了多孔径约束下的逆成像光路定位方法,使用交错法和点向法解算待定位的目标点坐标;通过对现有四孔径红外仿生复眼实验系统的标定,确定了四个孔径的相对位姿,进而进行了四孔径系统及其部分双孔径子系统的空间目标定位实验,结果表明:相似的孔径空间分布下,“田”字型四孔径对2720 mm距离处的目标的定位误差为40 mm,双目定位的误差为76 mm,四孔径定位相比双目定位的误差减小约一半,能更精确地定位目标。系统在1750 mm处的定位误差不超过2%,水平方向定位精度高于垂直方向。

多光轴一致性检测技术进展及其分析

集激光测距、激光制导照射、可见光成像和热成像等为一体的多传感器光电系统在现代武器装备平台上得到了广泛应用。多光轴一致性是多传感器光电武器装备正常运行的基本保证,因此,光轴一致性检测已成为多传感器光电系统性能检测的关键环节。文中综述了常规的光轴一致性检测方法,介绍了当前迅速发展的采用视频数字图像的多光轴一致性检测方法,并重点介绍了一种利用视频图像的多光轴一致性外场检测方法及其特点,分析表明:这是一种具有广泛应用前景且可望用于多光轴在线检测的有效方法。

红外图像细节增强技术研究进展

红外图像细节增强技术是图像处理领域中一个重要的学术分支和现实需求,可以增强对微弱目标观测的能力,提高人眼对图像内容和关键细节信息的有效获取,同时,也为后续进一步地目标识别和机器视觉应用提供良好的图像预处理功能。在分析当前针对红外图像细节增强领域的主流处理算法的基础上,结合在该领域中的多年研究心得和经验,指出了每种技术在处理效果上所存在的优点和不足,探讨了基于高精度A/D采样图像数据在细节增强和数据动态范围压缩同步处理技术上的优势,并对未来红外图像数字处理技术的发展和应用前景做出了展望。

红外成像系统性能评价技术的新进展

热成像系统的性能评价在系统论证、设计和分析中具有重要地位。随着焦平面探测器技术的发展,探测器离散欠采样、数字滤波和电子变倍等对热成像系统性能以及作用距离的影响成为传统评价模型的缺陷。分析了典型热成像系统性能评价模型的发展和研究现状,并重点介绍了在热成像系统性能评价模型方面的研究进展,分析了评价技术发展的主要方向。对促进热成像系统性能评价技术发展具有实际意义。

彩色夜视成像处理算法的新进展

彩色夜视成像技术是当前国内外重点发展的关键技术之一,介绍了彩色夜视成像处理算法的分类、特点及其研究进展,分析了国外一些彩色夜视系统,并重点介绍了笔者在自然感彩色夜视算法及自然感彩色夜视成像系统方面的研究进展。

水下光电成像技术与装备研究进展(下)

鉴于对深海资源开发、海洋科研以及水下工程作业、考古和救援的迫切需求,使得水下光电成像技术研究和装备研制成为当前国内外重点研究方向之一。介绍了扫描激光、偏振成像、结构光成像、光-声混合成像以及水下图像处理等水下光电成像技术,分析了部分技术应用情况,并讨论了其技术特点。论文对于发展海洋资源开发、水下勘探与研究、水下救援以及国防等所需的水下光电成像技术和装置具有意义。

扫描型焦平面热成像系统的亚像元处理算法研究

通过对垂直方向具有光学微扫描的288×4焦平面热成像过程的分析研究,提出了一种可实现亚像元成像处理算法,在垂直扫描的方向可使探测器传递函数的截止频率提高一倍,可明显改善系统成像质量和作用距离.算法简单,处理工作量小,易于实现实时处理.算法的实现对提高扫描型热成像系统的技术战术性能指标具有重要意义.

彩色融合图像的质量主观评价

考虑人眼主观评价在彩色融合图像质量评价中的重要作用,设计了52人的彩色融合图像质量主观评价实验。采用"目标背景的感知对比度","清晰度","颜色协调性","颜色自然感"4个单一评价指标以及"基于目标探测的图像感知质量","基于场景理解的图像感知质量"2个综合评价指标对绿地、海天和城镇3类典型场景、8种融合算法获得的240幅彩色融合图像进行了主观评价,并依此进行指标分值归整及相关性分析,建立了2个综合指标的预测模型。实验结果表明:彩色融合图像的"颜色协调性"和"颜色自然感"有较高的相关性;基于目标探测的图像感知质量可用"目标背景的感知对比度"和"清晰度"来描述,基于场景理解的图像感知质量可用"颜色协调性"和"清晰度"来描述。但是对于不同的场景,每个指标的影响效果不同,所以预测模型中的权重系数不同。

夜视图像的彩色融合技术及其进展

介绍了夜视彩色图像融合算法的研究进展 ,着重分析了以接近自然色彩为目的的MIT法以及我们提出的线性组合法、基于视觉拮抗模型的非线性图像增强与线性组合法结合的混合结构法 ,给出了若干组场景下各方法的微光与热成像的彩色融合图像以及微光彩色融合图像 ,显示出良好的目视观察效果 ,提出了需要进一步研究的问题和关键技术。

大气紫外传输特性的计算机仿真分析

军事上紫外告警技术和紫外保密通信技术的需要已成为紫外传感技术发展的重要动力 ,本文通过采用国际公认的大气传输特性仿真软件包 LOWTRAN,对由于地理位置、海拔高度、能见度、路径方向以及传输距离等几种因素变化的大气紫外传输特性进行了仿真分析 ,仿真结果不仅能够基本说明目前国外紫外传感器技术应用中的一些结论 ,而且对于今后深入开展紫外传感技术的研究具有指导作用。

考虑探测器填充率及微扫描对位偏差的扫描型亚像元热成像算法

针对实际扫描型亚像元热成像系统可能存在探测器填充率不为1以及微扫描对位偏差,研究了填充率不为1以及存在微扫描对位偏差条件下的亚像元热成像处理算法,证明通过适当的亚像元处理技术依然可获得高分辨力的亚像元成像;给出了适合实时处理的快速处理算法;分析了填充率和对位偏差对亚像元处理图像的影响,为实际亚像元成像系统的装配以及处理算法的调试提供了理论指导.算法的实现对提高扫描型热成像系统的技术性能指标具有重要意义.

热成象系统对扩展源目标的视距估算

从热成象系统静态性能出发，研究了热成象系统对扩展源目标的视距估算模型．给出了计算机分析模拟时目标形状、大气衰减、探测概率及信噪比等的处理方法，编制了计算程序．计算结果表明：模型是可行的，对系统视距的估算与实际试验结果基本一致．

微光视频器件及其技术的进展

微光夜视技术作为当今拓展人眼夜间视觉感知的主要技术之一,在军事和民用领域都有广泛的应用。随着数字图像处理技术的发展,微光视频器件为通过图像处理进一步提升夜视图像质量,为与红外热成像的图像信息融合,为提高夜间对目标探测/识别和场景理解能力等方面提供了广泛空间,成为当前国内外夜视技术发展的重要方向之一。论文综述了微光视频器件发展,分析了电真空+固体微光视频成像器件(如像增强CCD/CMOS(ICCD/ICMOS)器件、电子轰击EBCCD/EBCMOS器件等)、全固体微光视频成像器件(如电子倍增CCD器件、超低照度CMOS器件等)的特点和发展趋势,并结合法国PHOTONIS公司的LYNX计划,对微光夜视技术的发展进行了分析和讨论。

基于288×4焦平面探测器的二代热成像系统分析

扫描型焦平面探测器已成为二代热成像系统的主要探测器类型 ,是世界各国重点发展和装备的关键技术。借鉴国外的成熟 2 88× 4热像仪产品经验 ,对发展我国自己的技术和装备是非常必要的。介绍了热成像系统性能模拟软件包CFLIR ,并用其分析了Catherin FC热像仪的静态性能和作用距离 ,模拟结果与FC热像仪产品资料基本一致。CFLIR的有效使用将促进我国热成像总体技术的发展。

一种基于工业级CCD器件的高性能制冷CCD成像组件

随着CCD器件的发展,采用工业级CCD器件研制高性能制冷CCD成像系统成为一个重要的发展方向。从高性能CCD成像和高性能微光ICCD成像应用需求出发,研制了一种基于工业级CCD器件的高性能制冷型数字视频CCD成像组件;介绍了成像组件在高性能大面阵CCD器件、低噪声驱动电路、小型化低功耗制冷技术以及特殊的制冷腔结构等方面的设计特点,指出成像组件对进一步发展高性能CCD成像系统具有积极的促进作用,在军事、工业、生物医学和科学研究领域具有广泛的应用前景。

非致冷焦平面热成象技术及其应用

９０年代以后，非致冷红外焦平面技术的实用化成为红外热成象技术中最引入注目的突破之一，其在军事和民用领域的广泛应用前景受到国内外的普遍重视。本文综述了非致冷红外焦平面技术的两大技术途径及其特点、发展趋势和应用情况，并讨论了发展我国非致冷红外焦平面技术的途径。

一种具有自适应非均匀校正功能的非制冷焦平面探测器组件

基于场景的非均匀校正算法(scene based nonuniformity correction,SBNUC)是非均匀校正技术今后的重点发展方向,介绍了近年来基于恒定统计约束的SBNUC、神经网络的SBNUC和运动估计的SBNUC算法的研究进展。研究了SBNUC算法在实际焦平面探测器组件上的实现方法,该方法仅依赖拍摄序列的信息对焦平面探测器的增益和偏置参数进行组间更新或帧间更新,可有效补偿温漂。研制了一种具有自适应非均匀校正功能的非制冷焦平面探测器组件,红外视频经该组件处理后,图像质量有所提高。该组件可明显提高热成像系统的成像性能,并能动态地保证热成像系统随场景变化的稳定性。

光电成像系统与人眼视觉的匹配问题

以电视、微光成像和热成像系统为代表的光电成像系统在军事和民用上有着广泛的用途 ,但光电成像系统与人眼视觉的匹配问题仍是按现有理论和方法难以准确解释或定量描述的普遍问题。从理论上阐述了此问题的本质 ,说明了在这种匹配系统中存在系统的最佳匹配 ,且匹配状况直接影响光电成像系统的总体设计 ,并对如何描述这种关系进行一些说明和分析。