基于波数均匀展宽模型的全反射傅里叶变换成像光谱仪高精度光谱定标处理方法

全反射傅里叶变换成像光谱仪ARFTIS(all-reflection Fourier transform imaging spectrometer)是基于FT成像光谱理论的一种新型仪器,它不但具有高光谱分辨率特点,而且还具有宽波段、无色差的特点,特别适合应用在宽波段成像的遥感领域。目前常用的光谱定标方法有单色法、平均法和加权平均法,但是它们各存在一定局限性,不能同时满足简便和高精度的要求。文章研究了全反射型FTIS的光谱定标理论和三种定标方法的局限性,提出了一种新的光谱定标处理实用模型。其特点是需要定标特征波长数量少、单次定标精度高、多波段平均误差小于5%、稳定性较高,可以在保证较高精度的前提下,简化定标工作,特别适用于缺少大量定标设备,或不便进行多光源定标的外场环境仪器标定工作。

反射变换成像技术在钢印印文检验中的应用

在文件检验工作中,检验人员时常会碰到压印力量较小、印文纸张文字花纹干扰强的钢印印文。通过传统方法难以将该类钢印印文清晰的呈现出来。为了更好的解决上述疑难问题,本文通过使用反射变换成像(RTI)技术有效提高了钢印印文图像的清晰度。RTI技术除了传统的图像数据采集以外还通过数字方法增强物体表面的形状与颜色属性。通过RTI技术处理后的钢印印文更有利于直观比对检验和重合比对检验,为钢印印文检验找到了有力解决手段。

运用反射变换成像技术显现黑色签名字迹书写笔压

签名笔压特征的利用是识别高仿真摹仿签名的重要途径之一。利用此特征的前提在于笔压特征的清晰显现。通过实验考察反射变换成像技术在提取签名笔压特征方面的效用,结果发现反射变换成像技术不仅能够呈现签名书写压痕及其节奏的细致三维形态和表面质地,而且能够完全排除黑色墨迹的干扰,可以获得文件检验领域其它现有方法无法获得的效果。反射变换成像技术为签名笔迹检验提供了一个有利工具。

无成像镜全反射傅里叶变换成像结构光谱检测的机理

全反射傅里叶变换成像光谱仪在航空航天遥感等领域具有重要的应用。专门设置的柱面镜和准直系统,使得光路结构复杂,不仅增加了成像光谱议光学设计和安装调试、维护的难度,同时也增加了成像光谱议的重量和光能的损耗。提出了一种无成像镜实现成像光谱检测的结构,对其检测机理进行了研究。对波长632.8 nm、940 nm和3000 nm进行光谱检测的仿真实验表明,其光谱测量误差小于1%。

反射变换成像技术在打印变造文件中的应用

在文件检验工作中,检验人员时常会遇到鉴别打印变造文件这类案件。关于打印变造文件类案件中有一类特殊案件,即在已经签名的纸张背面重新打印修改过的内容,伪造出一份新的文件,这就涉及到打印内容与签名的时序问题,检验人员对判断是先打印后签名还是先签名后打印的时序问题难以下结论,这是因为传统方法难以将文件背面笔迹压痕与打印文字交错部位的细节特征清晰呈现出来,本文将利用反射变换成像(Reflectance Transformation Imaging,简称RTI)技术来显现笔迹压痕与打印文字交错部位的细节特征,此方法可有效提高清晰度,将特征的三位形态清晰显现。

拼接误差对拼接式大口径反射镜成像质量的影响

以由七片边长为0.5m的正六边形子镜组成的拼接式大口径反射镜为例,理论分析和数值模拟各种拼接误差对成像质量的影响.利用傅里叶变换的特殊性质简化求解大反射镜的点扩散函数过程并推导各种误差下的解析表达式.采用快速傅里叶变换数值模拟边缘失配误差、平移误差及倾斜误差情况下的点扩散函数,并根据光学系统的成像原理模拟成像效果.结果表明,边缘失配误差对成像质量无影响,而平移误差影响较大,倾斜误差影响相对较小.

全反射式高分辨率傅里叶成像光谱仪的研究

提出了一种基于分波前干涉结构的全反射式高分辨率傅里叶变换成像光谱仪。其中前置望远系统及干涉成像系统都采用了反射式光学元件,反射表面镀金属反射膜,使系统可应用与很宽的光谱范围内。分析和讨论了光谱仪的工作原理及光学结构,设计了两种可行的光路结构图,并通过初步实验验证了系统的基本性能。

声反射成像测井波场分离方法概述

声反射成像测井是一种利用反射波探测地质构造的方法,是近几年新发展起来的测井技术。声反射成像测井中,波场分离方法是提取反射波的主要手段。目前国内存在的波场分离方法包括Radon变换法、f-k滤波、中值滤波、时间慢度相关法等。本文首先阐述了上述几种方法的基本原理和国内现状,其中高分辨率Radon变换和基于小波变换或线性预测法的时间慢度相关法是目前国内的最新技术,两者效果均优于f-k滤波和中值滤波。最后,本文对国内外存在的其他波场分离方法进行说明。

基于无透镜傅里叶变换数字全息的结构形貌测量

为了精确测量物体的形貌信息,提出了一种基于无透镜傅里叶变换数字全息的成像系统。首先,分析了无透镜傅里叶变换数字全息的成像原理,引入了倾斜平面校正方法;然后,搭建了成像系统平台,通过实验验证系统的成像性能。实验结果表明:系统的实际分辨率为57.02 lp/mm。测量结果的相对误差仅为3.95%,充分验证了该系统卓越的成像性能。

基于高阶边界散射变换的二面角快速成像算法

基于二面角的单站圆周扫描模型,本文分析了不同张角二面角的奇次反射回波分布规律.通过建立正向散射模型并求解在各观测角度下对散射场贡献最大的出射点,证明了在二面角内的各种散射中,镜面反射起主导作用.基于此,本文只考虑镜面反射对散射场的贡献,建立了出射边驻定相位点与回波波前之间的一一对应关系,提出了一种高阶边界散射变换(high-order boundary scattering transform,HBST)算法,有效消除了由多次反射带来的成像伪影.相较传统的后向投影算法,本文提出的HBST算法在计算量和成像效率上都有显著的提升,仿真和实验结果验证了算法的有效性.

红外光谱法与荧光光谱成像技术结合神经网络对正毛化橘红的快速鉴别

为探究一种快速、可靠的化橘红检测方法,本实验分别采用傅里叶变换衰减全反射红外光谱法和荧光光谱成像技术结合多层感知器（MLP）神经网络所构建的模式识别方法,对化橘红进行鉴别,并对两种方法进行了比较。实验以81个正毛化橘红,37个其他品种橘红共118个样品为研究对象,采集所有样品的红外光谱和荧光光谱图像。根据光谱曲线中不同样品间的差异,取红外光谱中550-1800cm^-1区段范围内的光谱数据和荧光光谱曲线中的400~720nm区段的光谱数据进行分析,应用主成分分析法（PCA）对化橘红的光谱数据进行降维处理,再结合MLP神经网络对化橘红样品进行判别分析。实验中分别使用多元散射校正（MSC）、标准正态变量校正（SNV）、一阶导（FD）、二阶导（SD）以及Savitzky-Golay（SG）平滑数据预处理方法,并比较他们对鉴别模型的影响。分析结果表明：利用红外光谱法（FTIR/ATR）,经由Savitzky-Golay（SG）平滑预处理得到的数据,通过隐层函数为sigmoid的三层MLP模型,能够得到最优正毛化橘红识别率,其结果训练集和测试集的识别率都为100%;利用荧光光谱成像技术,由多元散射（MSC）预处理的结果是最理想的。经过预处理的数据,通过隐层函数为sigmoid函数的三层MLP模型,训练集识别率达到100%,测试集识别率达到96.7%。由此可见,衰减全反射红外光谱法（FTIR/ATR）和荧光光谱成像技术分别与MLP神经网络构建的识别模式,均可对化橘红的判别达到快速、可靠的效果。

微型无人机载实时全景成像设备研究

针对目前基于图像拼接法和鱼眼镜头法无人机载全景成像实时性低、成本高的问题,设计了一种微型无人机载实时全景成像设备。采用基于抛物面反射镜的折反射全景成像方式,通过无线通信实时获取机载全景图像视频,并利用投影变换展开成柱面全景图像,从而实时获得水平方向360°、垂直方向286°范围内的大视场图像,提高了无人机载大视场成像的实时性,降低了系统成本,为进一步释读图像奠定了重要基础。

三维图像全息扫描成像的研究

激光扫描成像系统可用于物体的三维成像、大型物体某一侧面的浮雕式图像及地貌图的制作等 ,它克服了传统电子扫描摄像系统无法采集三维空间信息的缺陷 ,为计算机进行三维图像处理提供了必要的条件。利用Nd :YAG激光器作为发射源 ,用二维全息扫描的方式对目标进行数据采集 。

反射型超声衍射CT迭代重建算法

本文以傅立叶衍射定理为基础,将非均匀傅立叶变换和迭代法相结合,用正则化方法处理迭代的收敛问题,建立了反射型超声衍射成像算法。数据直接在频域中的非均匀频率点上比较,避免了频域内插引入的误差。本算法也减少了采样数据量,降低了运算的复杂度。实验结果表明,在迭代次数不多情况下,重建图像可以达到较好的视觉效果。

双面镜结构成像光谱仪的改进及性能分析

针对目前双面镜结构成像光谱仪的可分辨最短波长为实际最短波长的2倍,存在分辨率浪费的问题,提出1种改进型结构,即在原菲涅尔双面镜干涉结构的基础上,移动双面镜使其从交接处分离。研究表明,改进型结构可使双面镜结构成像光谱仪可分辨的最短波长与实际最短波长一致,波长最小分辨率提高1倍,这对提升成像光谱仪的光谱检测性能具有重要意义。

反射变换成像技术显现喷墨打印机星形轮齿痕个体特征

反射变换成像技术为喷墨打印机个体特征的显现提供了一个有效方法。通过实验运用反射变换成像技术呈现照片纸上的喷墨打印机星形轮齿尖及其对应齿孔痕迹的细微形态。研究发现,照片纸上的微小星形轮齿痕能够反映其造痕主体金属齿的独特形态,为打印机的个体识别提供了可靠的依据,具有一定的司法实践应用价值。

高分辨率Radon变换及其在声反射成像测井中的应用

声波反射成像测井是利用阵列声波测井的反射波进行井旁构造成像的测井新方法,由于是从滑行波能量较强的阵列声波信号中来获得反射波,因此反射波的提取问题尤为重要,文中采用能使波场更加聚焦的高分辨率Radon变换来提取反射波.分析得出滑行波和反射波到时在阵列数据道情况下表现为线性或近似线性特征,因而采用线性Radon变换方法.首先分析了声反射成像测井不同数据道集的波场几何特征,得出滑行波和反射波在不同道集都表现有不同程度的视速度差异,为反射波提取提供了依据.传统的Radon变换采用的最小二乘法不能使同相轴在Radon域足够聚焦,结合最大熵原理和贝叶斯原理实现了线性高分辨率Radon变换,模型数据处理结果表明后者可以在较复杂条件下提取出期望的波场.采用高阶交错网格有限差分模拟得到软、硬地层声反射成像测井波场,处理结果表明,相对于最小二乘Radon变换,采用高分辨率Radon变换后可以使波场更加聚焦,能提取出高质量的反射波,并能适应不同性质地层,相比于目前应用较多的反射波提取方法,其结果更接近于理论波形.实际数据处理也表明了该方法的有效性和准确性.该方法在声反射成像测井的速度分析、数据道插值以及偶极反射波提取方面有一定潜力,需要进一步研究.

反射变换成像技术应用进展

反射变换成像技术是一种数字图像采集技术,具有交互式重新任意布光,多种模式影像重建,细微三维特征显示的特点。主要介绍了反射变换成像技术的基本原理、发展历程,分析了其在文化遗产和法庭科学领域的应用情况,并对反射变换成像技术在法庭科学领域的应用进行了展望。

基于微反射镜阵列的光刻照明模式变换系统设计

光源掩膜协同优化是45 nm节点以下浸没式光刻提高分辨率的重要途径之一,为了重构其优化后输出的像素级光源,提出了一种基于可寻址二维微反射镜阵列的新型照明模式变换系统设计方法。分析了减少重构光源所需微反射镜数量的原理,结合成像与非成像光学,利用柱面复眼透镜,获得了入射到微反射镜阵列上的非均匀的特定光强分布,基于此光强分布对微及射镜二维偏转角度进行了模拟及优化,并对该照明模式变换系统进行仿真,结果表明,光瞳重构精度小于2.5%,X,Y方向光瞳极平衡性小于0.5%,Prolith中重构光源的曝光性能仿真结果满足要求。与类似的系统相比,该系统仅用不足4000个镜单元即可达到设计要求,适用于集成度高的下一代浸没式光刻系统。

基于小波多尺度分解的互补全景图像融合

为了解决折反射成像内外环分辨率低且不均匀的问题,针对互补全景图像的特点,提出了一种基于小波多尺度分解的图像融合方法。首先对两幅互补的源图像分别进行小波多尺度分解,得到不同分辨率、不同方向的分量;其次,按照特定的融合策略,低频采用平均算子进行融合,高频采用逐层互换的融合策略进行融合;最后,通过小波逆变换得到融合图像。实验结果表明,该方法在互补全景图像的融合中简单有效,并且拥有较好的效果。