用最小二乘法提高 CCD 干涉计量的精度

本文针对相位型光栅的面形测量，用最小二乘法做二次曲线拟合，解决了ＣＣＤ光学干涉计量中像素尺寸以及图像采集卡空间量化误差对测量精度的影响，使干涉条纹定位精度提高一数量级以上。对曲线拟合误差进行了讨论，给出了实测结果。

基于改进暗目标法山区HJ CCD影像气溶胶光学厚度反演

国产HJ CCD影像在环境与灾害监测预报方面具有巨大的应用潜力,但其缺少中红外波段无法直接应用传统暗目标法反演气溶胶光学厚度,尤其山区受地形影响,气溶胶时空分布变化显著,影响了HJ CCD影像的大气校正精度。基于山区森林植被分布广的特点引入红波段直方图阈值法自动提取山区浓密植被暗像元,构建红蓝波段地表反射率间的线性关系,利用6S辐射传输模型建立查找表反演暗像元的气溶胶光学厚度,并通过空间插值推演到整幅影像。HJ CCD影像反演结果与MODIS气溶胶产品的空间分布趋势一致性非常好,且前者具有更高的空间分辨率特性,更适合山区气溶胶的遥感监测。二者的散点图拟合曲线为y=0.828 6x-0.001,R2达到0.984 3,表明改进暗目标法能有效地反演山区HJ CCD影像气溶胶光学厚度。工作中对传统暗目标法的改进有效地解决了HJ CCD影像只有可见光、近红外波段,在求解辐射传输方程时信息不足的问题,同时,改进方法中充分考虑了山区复杂地形环境的影响,为山区HJ CCD影像进行逐点大气校正奠定了基础,并为其自动化处理提供了可能。分析还显示,红波段直方图阈值法提取浓密森林暗像元比NDVI阈值法具有明显的优势;查找表建立和暗像元红、蓝波段地表反射率关系都会显著的影响气溶胶光学厚度的反演精度,是进一步改善算法、提高反演精度的重要研究方向。

基于影像交叉学习的CBERS CCD波段模拟

与TM/ETM+相比,CBERS CCD缺少2个红外波段(波段5和波段7),这便导致了许多针对TM/ETM+数据的图像处理方法难以直接应用于CBERS CCD图像。为此,采用基于影像交叉学习的波段模拟方法,即以ETM+数据作为先验知识,通过支持向量回归(Support Vector Regression,SVR),拟合CBERS CCD与ETM+7波段DN值之间的非线性关系,进而在CBERS CCD已有波段的基础上模拟一个新的波段图像。实验结果表明,采用该方法模拟的CBERS CCD新波段与验证波段之间具有较高的相关性。

全波段CCD系统在影像判读技术方面的应用分析

全波段CCD系统可广泛用于军事、民事或者刑事图像的摄影及提取分析,它的波长介于200nm-1200nm的光谱范围,包括紫外线、可见光和红外线。通过将不可见光图像实时转化为可见光图像,并实现低照度情况下微弱信号的采集以及高质量图像的采集和处理(需要注意不同光强对图像清晰度的还原有巨大影响作用),使得全波段CCD系统具备了地形地貌扫描、痕迹探查、文件检验、全息摄影和图像处理于一体的强大功能。文章概要介绍了全波段CCD系统的结构、特点与在影像判读技术方面的应用,并选取实验波段CCD进行了初步验证。

CCD蓝敏技术

Ｃ Ｃ Ｄ 用于天文领域已经有近２０ａ （ 年） 的历史， 随着 Ｃ Ｃ Ｄ 技术的发展， 作为重要参数之一的量子效率也得到极大提高， 已经有许多效率在蓝端超过９０ ％ 的芯片应用于天文观测。本文介绍了提高 Ｃ Ｃ Ｄ 蓝端量子效率的多种方法， 包括电极减薄、 Ｌｕｍｏｇｅｎ 镀膜、 Ｃ Ｃ Ｄ 减薄、紫外预照、电子预注入和增透膜等技术等等。可以看到， 采用 Ｃ Ｃ Ｄ 减薄、电荷注入和选择合适的增透膜可以使量子效率接近１００ ％

基于彩色CCD的炉火温度监测技术

针对铜锍吹炼过程的复杂和环境的恶劣,一直以来难以实现实时在线炉内温度测量现以彩色CCD测温为基础,将辐射公式和三刺激值公式相结合,推导得出在炉内无烟气无飞溅的情况下光强与温度之间存在单调关系,并提出在炉内无烟气无飞溅的情况下的简易测温方法,即直接标定双色比值来测量温度。在实验室采用封闭式电阻炉加热铜块来模拟现场环境,并用带有带通滤光片的工业监控CCD对炉内进行实时拍摄,同时对实验数据和理论推导出的数据进行对比,从而证明了温度值和双色比值一一对应。通过双色比值直接测炉内温度的方法简单快速,有利于实时在线监测炉内温度,实验结果也充分证明了这种测温方法的可行性和实用性。

CBERS-CCD数据第5波段空间位移实验研究

CBERS-CCD数据波段间是否配准,尤其是第5波段与其它波段间是否存在空间位移,相关研究还少见报道。通过科研项目支助实验研究,得到①CBERS-1 CCD原始数据第5波段相同地物特征点相对其它波段向南移动0.84km,向东移动0.83km;②CBERS-2CCD原始数据第5波段相同地物特征点相对其它波段向南移动0.74km,向东移动0.11km;③利用CBERS-CCD数据开展应用项目研究,尤其是用到第5波段数据时候,必须重视波段间客观存在空间位移问题。

宽波段折反射式航空相机设计

为了在15000m平流层实现对地全天候观测,满足工作波段470~1500nm对地分辨率达到0.1m的要求,设计了一种长焦距折反式高分辨率CCD航空相机。通过使用H-ZK7与ZF6搭配,对长焦距和大孔径产生的二次光谱进行校正,倍率色差控满足设计要求。通过对光学系统热分析,分析出系统在不同高度下温度变化对成像质量的变化曲线。探测器采用徕卡公司M9全画幅CCD探测器,其单像元为8μm,靶面尺寸为48 mm×36 mm;系统在100 lp/mm时达到衍射极限,满足系统成像要求。

空间天文CCD在EUV波段的光谱响应定标测试

CCD作为国内正在开发的太阳软X-EUV空间望远镜焦平面上的成像器件,在研制的过程中需要对其基本特性进行定标测试,在合肥同步辐射源上利用同步辐射光进行了空间天文应用CCD光谱响应特性的标定实验,经过数据处理获得了(5—88.6)nm波段范围内20多个能量点的CCD响应灵敏度结果,并绘制了响应灵敏度曲线。

基于环境小卫星CCD数据对太湖地区叶绿素a浓度的反演

针对我国湖泊水体富营养化监测问题,以太湖为研究对象,使用了快速、低成本、大范围的遥感技术反演太湖水体中的叶绿素a含量。以环境小卫星CCD数据和实测数据为研究基础,使用波段比值法建立了5种叶绿素a浓度回归模型。结果表明:多项式反演模型具有最佳的拟合效果,其相关系数R=0.8845;对该反演模型进行合理性验证,并将其运用在太湖地区,最终反演了该水域的叶绿素a浓度。这表明波段比值法构建的多项式反演模型可以较为准确地反演出太湖地区的叶绿素a浓度值。

应用于物证检验领域的紫外光成像技术研究综述

无论是紫外反射照相还是紫外光谱成像,其对案发现场的痕迹、物品等物证类检材进行快速成像、无损提取都具有重要的作用。我国应用于物证检验领域的紫外光成像技术的研究,最早涉及的是紫外照相技术,始于上世纪80年代中期,经过几年的探索,取得了世界领先优势。其后,随着全波段CCD照相系统的问世,紫外照相被逐渐推向新的高潮。再后,为了突破全波段CCD照相系统的局限,一些研究者转向探索紫外光谱成像技术在物证检验领域中的应用问题。2009年至今,紫外光谱成像技术应用于物证检验领域的研究涉及痕迹检验、文件检验等多方面,并取得了一批成果。未来相关研究还有很大拓展空间。

资源三号测绘卫星多光谱影像高精度谱段配准

针对ZY-3多光谱影像各谱段共视场扫描成像特点,提出基于在轨检校内方位元素的虚拟CCD重成像算法,通过虚拟CCD重成像技术实现单谱段CCD影像的无缝拼接及多谱段的高精度谱段配准。采用河南登封区域及天津区域的ZY-3多光谱影像对ZY-3多光谱相机进行在轨几何检校,利用河北安平区域的30个高精度靶标控制点验证了检校结果的正确性;进一步利用检校后的内方位元素对河北安平区域、兰州区域的ZY-3多光谱影像进行虚拟CCD重成像,采用靶标点验证方法以及高精度配准验证方法对虚拟CCD重成像影像的谱段配准精度验证,谱段配准精度均优于0.2像元。

一种多光路光轴平行性检测系统

介绍一种用于检测多光路光电设备光轴平行性的测试系统,该系统采用准直平行光管提供无穷远目标,并融合了CCD图像采集处理和计算机技术,通过计算目标靶十字中心和激光光斑中心之间在CCD上的像素跨距,计算出红外、可见光以及激光三轴相互间的平行性误差,系统的计算误差小于5″。

富氩气保焊熔池信息视觉检测方法试验研究

分析研究了弧焊熔池信息视觉传感方法以及取像机理。针对短路过渡和射流过渡熔池视觉信息,提出了综合利用熔池自身辐射光,在近红外波段取像的思路。试验中采用了基于三种不同机理的四种窄带复合滤光系统,比较得出了近红外区为最佳的取像窗口,该窗口应尽量接近CCD最大检测波长。在该窗口内,取得了清晰的熔池区图像。同时探索了熔池信息视觉传感信噪比及其影响因素,并对富氩气保焊熔池的特征进行了分析研究。

使用可交换带通滤波器的双相关采样法

提出了一种使用可交换带通滤波器的新的双相关采样（CDS）法。该方法使用具有可调频特性的动态带通滤波器，按照像素的读出顺序改变滤波器的参数，提取信号并使得相应的噪声带宽保持较低。根据给定的CCD输出噪声的特点和像素的读出频率，建立了数学模型来模拟系统的信噪比。最后，对噪声进行了模拟实验，给出了实验结果，并与传统CDS方法进行了对比。结果表明，白噪声的噪声值降低到一个平台上，并且持续大约10～15μs，当t=39μs时，输出噪声要比稳态时低。实验结果表明，这种方法较之现存的相关双采样技术具有稳定性高、制作成本低、便于与A／D转换器连接等优点。

LASIS影像波段配准

针对大孔径静态干涉成像光谱仪(Large Aperture Static Interference Imaging Spectrometer,LASIS)各波段共视场扫描成像的特点,提出了基于在轨几何内检校的虚拟重成像方法进行波段高精度配准.此方法充分考虑姿轨的变化和镜头畸变等导致高光谱波段影像失配的几何因素,在内方位元素检校的基础上,对高光谱影像进行虚拟重成像,实现了对误差源的建模以及波段间相对误差的消除.利用遥感十四号LASIS在不同区域数据进行内检校和虚拟重成像实验,结果表明,进行LASIS数据的处理能够得到优于0.16像素的波段配准精度.

宽光谱膜厚监控仪的研制

在介绍宽光谱膜厚监控原理和评价函数的基础上 ,重点介绍系统硬件和软件组成 ,最后给出该仪器的实验结果并对其精度进行分析。

国外传输型航空相机的发展现状与展望

航空相机是获取地面信息的重要技术手段之一,传输型航空相机是目前国外航空相机发展的主流。本文从传输型航空相机实际应用的角度出发,分析了目前国外的线阵、面阵、红外与双波段航空相机的发展现状与技术特点,并对国外航空相机的发展趋势进行了总结与展望。

短波紫外反射法显现香烟外包装塑料薄膜表面潜在指印

短波紫外反射法广泛应用于潜在指印的显现,但对香烟盒外包装塑料薄膜上的潜在指印却无法得到较好的显现效果。香烟盒外包装塑料薄膜是一种无色透明且厚度薄的双轴拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜,薄膜上的潜在指印往往较为微弱。短波紫外反射方法直接显现薄膜上的潜在指印时,大部分短波紫外光穿透了薄膜并被薄膜后面的物体反射,反射后的短波紫外光再次穿透薄膜,无法形成客体与痕迹之间有效的反差。本文在实验基础上提出了相应的改进方法,利用强吸收短波紫外介质完全吸收穿透薄膜的短波紫外光,使得穿透薄膜的短波紫外光不被薄膜后的物体反射从而突出显现存在于薄膜上的潜在指印痕迹。该方法通过控制照射时间可以最大限度的保持物证检材的原始状态,减少对后续DNA检验的影响。

天宫二号卫星宽波段成像光谱仪地理定位方法

本文针对天宫二号(Tiangong No.2,TG-2)宽波段成像光谱仪的宽波段相机进行观测几何和地理定位解算。TG-2搭载的宽波段成像光谱仪是用于海洋、气象和环境空间综合观测的新一代试验遥感仪器。解算该仪器观测几何和高质量遥感地理定位数据是开展上述应用的前提和基础。本文基于宽波段相机多CCD拼接直视推扫模式.根据其特殊的扫描几何和卫星空间位置姿态.建立仪器焦平面与地理空间位置的对应模型。通过大量实际观测的定位数据建立旋转角度与变形数量的关系.修正安装矩阵,提高了模型定位精度。利用该模型实现了对TG-2卫星宽波段成像光谱仪图像的地理定位。利用图像的地理位置进行投影.与高精度海陆模板进行比较,定位精度约为2个像元(200m)。