基于双波段比色与计算机视觉构建火焰温度场

热辐射是大学物理实验教学的重要内容。采用热辐射的双波段比色法与计算机视觉技术,成功设计并搭建了一个用于构建火焰温度场分布模型的实验装置。该装置通过计算机视觉系统采集和匹配不同波段下的火焰热辐射数据,并依据双波段比色法的理论对实验数据进行计算,最终得到了火焰温度场分布模型。同时,还使用Python语言开发了一套自动化采集与计算程序。通过该装置,深入研究了不同因素对火焰温度和温度场分布的影响,并运用所测得的实验数据成功验证了普朗克黑体辐射定律。

基于多波段比亮度特征的火箭发动机类型辨识研究

针对天基红外预警分类识别问题,从典型火箭发动机喷焰光谱结构分析入手,以燃烧产物分子H_(2)O、CO_(2)、CO、HCl特征波段辐射亮度比构造分类特征向量,提出以HCl和H_(2)O特征波段亮度比作为固、液类型大类的特征量,再以CO_(2)、CO分别与H_(2)O特征波段亮度比为特征量进行固、液发动机子类进行分类的总体分类策略。采用粒子群优化的支持向量机分类算法对所提出的分类策略进行了数值实验验证,并探究了分类策略的抗噪性能。结果表明在该数值实验条件下,无噪声时平均分类正确率度达到100%,加入5%和10%的高斯噪声后,分类准确率在92%以上。

波段比算法结合高光谱图像技术检测柑橘果锈

为克服柑橘表面不平整导致光线反射不均匀的影响,研究提出了波段比算法,使高光谱图像技术能够快速有效地检测柑橘果锈。首先根据Sheffield指数(SI)确定最佳波段(625nm和717nm),经比值变换后得到第一幅比值图像;然后选取特征波长625nm的邻近波段(621nm),与其比值变换后得到第二幅比值图像,提取轮廓,构建掩膜以消除第一幅比值图像的背景噪声,最后进行阈值分割和数字形态学运算,完成果锈区域的特征检测。试验结果表明,基于波段比算法的高光谱图像技术可有效检测柑橘果锈,检测率达到92%。研究表明波段比算法在高光谱图像技术快速无损地检测柑橘果锈中,能够有效地降低光照反射不均匀的影响,增强谱间差异,提高检测的精度。

波段比值的主成份复合在热液蚀变信息提取中的应用

笔者运用不同波段组合的遥感比值图像的主成份复合技术进行热液蚀变信息增强，研制了一 种利用陆地卫星ＴＭ数据在有植被覆盖的湿润亚热带火山岩区自动提取矿化蚀变信息的新方法，并 在浙东新昌拔茅金银多金属矿区的试验研究中获得了成功，不仅有效地显示了矿区内已知蚀变岩 的展布，还揭示出了一些前人未知的热液蚀变岩区、硅化石英脉、控矿物造及火山机构等对成矿 预测极有价值的信息。

一种基于波段比值法的海面厚油膜评估方法

激光诱导荧光(LIF)技术是目前较为有效的海面溢油探测技术之一,然而基于该技术的油膜厚度反演算法目前仅适用于薄油膜(≤20μm)。鉴于此,建立了一种基于LIF技术利用油膜荧光信号评估较厚油膜厚度的双波段比值模型,利用油膜荧光光谱的波形特性反演油膜厚度并论证了该算法的适用范围。实验数据得出,当油膜较薄时反演结果误差较大,随着油膜厚度增加误差逐渐降低,当油膜荧光信号趋于饱和时,误差较大且随油膜厚度的增加而快速变大。实验结果表明,该算法可以有效评估200~1400μm范围内的海面溢油油膜的厚度,并可以利用油膜荧光信号的测量相对误差评估该算法的适用范围。

沿海防护林非线性波段比的遥感快速提取及变化分析

本文以福建省漳浦县沿海区域为研究对象，利用2005年的CBERS-02数据和2000年的ETM＋数据，进行沿海防护林快速提取研究。通过分析沿海防护林和沿海地区其他典型地物在原始波段、归一化植被指数NDVI和非线性波段比NLBR的光谱特征，提出了适用于不同传感器的沿海防护林快速提取方法。研究发现，综合利用NDVI大于阈值1和NLBR小于阈值2，可以实现沿海防护林的快速提取，而阈值可以根据NDVI和NLBR的散点图确定。该方法对具有绿、红和近红外3个波段的不同传感器数据均有一定的参考价值。研究区2000年～2005年间，沿海防护林减少的面积是增加面积的1．46倍，政府相关部门应该加大对防护林的管理和建设力度，增强沿海地区防御自然灾害的能力。

提取黔西南红粘土的ASTER波段比值技术研究

红粘土型金矿是黔西南的一个重要的金矿类型,我们以往的研究实践表明:Aleks Kalinowski等[1]研制的红粘土型金矿ASTER波段比值4/5不适合黔西南红粘土的信息提取,因此,需要研究适合该地区的ASTER波段比值。ASTER波段比值组合2/1、4/3和(5+7)/6彩色合成后被成功地应用到研究区的红粘土提取中。比值的选择是建立在对矿区红粘土光谱曲线特征的分析和ASTER图像预处理的基础上,该比值组合能够有效提取出ASTER图像上的矿区红粘土信息,并可以扩展应用到周边地区,寻找到更多含金红粘土的分布区,这充分显示了ASTER波段比值彩色合成技术在红粘土提取中的作用。

双波段比色精确测温技术

非接触红外辐射测温具有响应速度快、准确、便捷等优势。为实现中低温（50-400℃）物体温度的精确测量，根据双波段比色测温原理，搭建了双波段比色测温试验系统。首先对试验系统所用的试验器件进行精确标定，得到拟合曲线，用多种插值算法对曲线进行校正。然后，用设定温度的面源黑体作为试验目标来进行试验温度数据采集。实验结果表明：搭建的双波段试验系统不需要知道目标发射率，也能较为精确地得到中低温物体的真实温度。当系统标定置信度为0.95时，物体的标准偏差在3℃以内。验证了搭建测温系统的正确性，实验装置的搭建对中低温物体真实温度的精确测量具有重要的研究意义。

双波段比色测温方法及其分析

通过对目前主要的几种红外测温原理的分析 ,指出了它们的局限性 ,并由此重点分析了双波段红外比色测温方法 ,讨论了双波段红外比色测温的灵敏度和测温适用范围。研究结果表明可充分利用双波段红外热像 ,确定景物场景的温度场 。

多光谱影像波段比值法消除地形阴影的定量分析

在地形起伏较大的地区获取遥感影像时,由于地形效应的存在,阴影的产生几乎是不可避免的。为此,对多光谱图像进行波段比值处理,减弱或者消除地形阴影的影响,提高遥感影像的识别与分类精度,并对处理后的图像进行质量评价,为选择最佳处理方法提供参考。结合数字高程模型(DEM)对山区遥感图像进行分区,对分区结果进行各种波段比值运算,消除地形阴影;以信息熵作为质量评价指标,对比值处理消除地形阴影后的结果进行定量分析,研究处理结果与所选比值处理方法之间的联系。结果表明,波段比值处理可以减弱或者消除地形阴影的影响,与单波段比值处理和线性波段比值处理相比,非线性波段比值处理后图像的信息熵增强最大。

用波段比值参数提升水体悬浮颗粒物浓度反演模型稳健性的分析

为了得到更加稳健的水体悬浮颗粒物(Suspended Particular Matters,SPM)的反演模型,减少建模数据误差对算法精度的影响,将单波段和对应波段比值的六种经验模型和半经验、半分析模型分别应用于长江口高浊度水域不同航次不同测量仪器测得的实测数据集中,分析了波段比值参数对于提高SPM反演模型稳健性和稳定性的作用。结果表明,采用波段比值参数的模型的精度都远高于相应的单波段模型。在2014年5月和2014年12月航次的数据集中,有的单波段模型失效,总体的最高精度不超过0.5。而相对应的波段比值的建模精度都在0.8左右。另外,将各模型应用于Landsat 8卫星的OLI传感器的遥感数据时,同样,波段比值模型的反演精度高于单波段模型。结果证明,在高浊度的水体中反演SPM浓度时,波段比值遥感参数的应用可以加强反演模型的稳健性。

双波段比色测温技术及实验测试

温度是自然界最重要的物理量之一,在不知道被测目标发射率的情况下,为了精确测量中低温(50～400℃)物体的真实温度,建立了双波段比色测温的实验系统。首先,根据双波段比色测温法的实验原理选择合适的实验器件,并对实验器件进行校准,用工程软件进行离散数据的曲线拟合,即对实验器件进行标定。然后,在实验器件被标定的基础上进行实验测量,即用设定温度的面源黑体(50～400℃)作为被测目标来采集数据。最后,将实验数据的计算结果(即被测物的实验真温)与设定温度进行比较,找出误差存在的原因和提出改进方法。实验结果表明:此实验系统是完全可行的,且当实验系统的标定置信度为0.95时,物体的真实温精度误差为5℃。搭建的双波段实验系统能较为精确地测量中低温物体的真实温度。

基于双波段比能量法的非接触测温系统的研究

为实现表面发射率未知但稳定的材料的中高温(300~550℃)温度的精确测量,提出了一种双波段比能量测温法,并基于该方法设计了一套非接触测温系统。非接触测温系统选用工作波段为0.9~1.65μm和5.5~14.5μm的红外辐射传感器,传感器将2个波段的能量信号转化为电压信号,并将电压信号做比值,得到和温度相关的K因子,使用面源黑体炉和金属样板对系统进行标定及测试。实验结果表明:使用双波段比能量测温法的非接触测温系统不需要知道目标发射率,也能较为精确地得到中高温物体的真实温度,且温度误差在10℃以内。基于该方法的非接触测温系统对中高温物体真实温度的精确测量具有重要的研究意义。

利用 TM 图像波段比值、热红外图像复合处理识别岩石类型

ＴＭ数据以其多光谱段信息为地学领域的应用提供了更多选择和可挖掘潜力。近年来，作者利用ＴＭ比值处理图像及ＴＭ６波段（热红外波段）所包含的地质构造信息、地质体辐射信息和计算机增强方法的研究，填制岩性和识别没有地貌标志的热效应信息指导找矿，取得了比较好的效果。

基于波段比值参数的PSO-BP内陆水体叶绿素a估算方法

文中针对BP神经网络收敛速度慢和易陷入局部最优的问题,构建了基于波段比值参数的PSO-BP内陆水体叶绿素a浓度估算模型。选择特征波段比值作为BP神经网络输入变量,借助PSO算法优化了BP网络的初始连接权值和阈值,利用机载的CASI高光谱数据进行了相关试验,分析了PSO-BP模型的估算精度。结果表明:(1)PSO-BP模型测试集的决定系数R2为0.87,均方根误差RMSE为2.27 ug/L;(2)与直接以波段反射率为参数的BP模型相比,该模型的均方根误差降低了1.93 ug/L;与波段比值为输入参数的BP模型相比,该模型的均方根误差降低了0.64 ug/L。

室温下基于双波段比色法的温度场成像波段选择及仿真

在室温条件下,若处于同一环境下的多个物体,温度不同,发射率不同,当发射率未知时采用单波段辐射的方法难以同时获得不同物体的温度场信息,即使发射率数据可以获取,仍需解决图像物体的匹配问题。文章针对复杂背景下温度场成像的上述问题,应用双波段比色法,依据温度分辨率,分析并选择了双波段比色法的合适光学参数范围,然后仿真了复杂场景下多物体的温度场成像。结果表明:室温条件下,双波段比色法能消除发射率对温度分辨率的影响,区分发射率不同物体的温度信息。

L波段比相式双路接收机

介绍一种用于目标定位和跟踪的比相式单脉冲雷达接收机,给出了它的设计方法和方案,并介绍了研制情况和实验结果。

双波段比色测温技术的应用

影响辐射测温准确性的因素很多,其中周围环境干扰和物体发射率是主要影响因素,使用比色测温技术可以很大程度上减弱这两种影响。文中介绍比色测温技术的原理,详细说明在比色测温系统中双波段的选取问题,列举实际系统标定过程中出现的一些问题,结合理论知识对这些实际问题进行分析,通过误差分析得出影响实验的主要因素。实验结果表明,温度在600～1 000℃之间,拟合曲线法的最大误差为3.06%,温度越低噪声对实验精度影响越大,测温距离也是导致测量误差产生的主要因素。

双波段比色精确测温技术研究

双波段比色精确测温是红外测温的一种,可以比较精确的测量出物体的温度。本文首先介绍红外测温和双波段比色精确测温的系统结构和原理,包括温度结果的计算的过程;然后介绍了比色测温实验平台的设计和测温系统的标定方法;文章最后做了实验分析,同时对文章做了小结。

宽波段大视角液晶偏振转换器研究进展

偏振转换器能够通过对入射光偏振态的动态调控间接实现几何相位型多功能光学器件光学响应特性的动态可调。基于液晶的偏振转换器具有调控效率高、调控面积大、紧凑化程度高等诸多优势,是目前应用较为广泛的偏振转换器。本文围绕偏振转换效率、工作波段、视场角3个核心参量,系统介绍了液晶偏振转换器最新的研究进展,分别给出了典型液晶偏振转换器和大视角宽波段液晶偏振转换器的详细结构和性能表现,同时介绍了液晶偏振转换器工作波段和视角的拓展方法。该项工作能够为液晶偏振转换器结构设计与应用提供必要的参考,同时为基于几何相位或新型相位调控模式的研究提供一些思路。