基于机器学习的MRTD客观测试方法研究

红外成像技术的加速发展对红外成像系统测试和评估的客观性和准确性提出了更加严格的要求。针对当前红外成像系统最小可辨温差(minimum resolvable temperature difference,MRTD)存在的测试主观性、操作复杂性等问题,提出基于支持向量机(support vector machine,SVM)和卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)的两种MRTD客观测试方法。通过引入数据增强技术,避免由训练样本少及网络层次复杂导致的过拟合。实验结果表明,与实际人员对数据的判断相比较,MRTD测试使用SVM方法的识别准确率为94.50%,训练时间为8.22 s;CNN方法3次训练平均准确率为99.07%,迭代100次训练时间为487.48 s。SVM方法的实时性更好,CNN方法具有准确率高的特点,实验结果验证了这两种MRTD的客观测试方法为红外热成像系统性能指标研究提供了一种可靠的量化和评估工具。

智能测量热成像系统MRTD的应用方法分析

针对已提出的基于神经网络智能测量热成像系统最小可分辨温差(MRTD)的方法,简要阐述其实现方法、理论根据、神经网络算法模型以及测试结果分析。MRTD智能测量是建立在大量主观训练数据的基础上,影响主观MRTD测试的各因素也同样影响最终智能测量的准确性。综合考虑算法模型等因素,分析了影响智能MRTD测试精度的各因素以及尽量减小其影响应采取的措施。同时,讨论了智能MRTD测量的实际意义以及将其应用到实际测量中还需进一步研究与解决的问题。

基于MRTD信道宽度的热成像系统性能评价理论研究

热成像系统与人眼之间存在最佳匹配问题,存在一个最佳的角放大率使人眼与成像系统达到最佳的匹配状态,使系统性能达到最佳.本文提出一种基于信噪比模型的热成像系统性能评价方法,导出了一个基于MRTD信道宽度的热成像系统评价参量.通过对实际热成像系统的观察实验和分析比较,表明使用这个评价参量,可以获得热成像系统的最佳角放大率或最佳观察距离,使系统与人眼视觉得到最佳的匹配状态.结果对于进一步发展光电成像系统的性能评价理论具有理论意义,而且可望对实际系统的设计提供理论指导.

电磁场计算中FDTD与MRTD

时域有限差分法 (FDTD)在电磁场数值计算中占有重要的地位。本文发现并证明FDTD是时域多分辨分析 (MRTD)的特例。利用小波 -伽略金方法求解麦克斯韦方程过程中 ,基函数为一般的小波分析中的尺度函数或小波函数 ,可以得到MRTD算法。如果基函数选为Haar小波尺度函数 ,可以推得FDTD算法。如果基函数选为Haar小波包中的尺度函数 ,可以得到高阶FDTD算法。通过算例比较 。

MRTD高精度测试和校准技术研究

围绕红外热像仪成像参数MRTD(最小可分辨温差)测试问题开展研究,介绍了MRTD的测试方法以及MRTD测试装置—红外热像仪评估系统的工作原理,详细分析了MRTD测试过程中,红外热像仪测试位置、差分黑体温差、差分黑体发射率和光学系统几何像差等因素对测试结果的影响。针对这些问题,提出了采用红外扫描辐射计对红外热像仪评估系统温差进行校准的方法,利用该方法对某空间频率下热像仪MRTD进行测试,并给出了测试结果,为热像仪MRTD参数准确测试提供参考。

动态红外成像系统MRTD的测试与分析

提出一种在正弦运动状态下测试红外热像仪最小可分辨温差(MRTD)的方法,建立了正弦运动状态下测试靶标灰度对比度变化的数学模型,采用MATLAB软件模拟得到该数学模型曲线,从理论上直观地阐述了在正弦运动下,目标四杆靶灰度对比度的变化趋势,为MRTD的动态测试提供了坚实的理论基础。论文设计并研制了实验平台,采用统计学方法对实验数据进行分析,得到扰动情况下红外热像仪的MRTD值。实验结果表明,提出的方法和实验装置能准确地完成动态MRTD的测试。

MRTD客观测量中四杆靶图像的特征提取

在工程中 ,实现基于人工神经网络的MRTD客观测量方法 (即以计算机对红外图像的自动智能客观判断来代替人眼的主观判断 )中 ,确定四杆靶图像的条纹对比度和均值对比度作为训练和识别的特征向量。讨论了特征向量选择的合理性 ,并给出了易于计算机实现的算法 。

基于AOTF的多光谱红外成像系统MRTD测试技术研究

为了实现红外多光谱成像系统光谱维MRTD测试,获取更多的目标背景信息,提出基于声光可调谐滤波器(AOTF)的多光谱成像系统静态性能测试平台的设计。在(3~5)μm波段范围内,采用设计搭建的静态性能测试平台完成了红外带内波段的细分,并在各个细分波段上分别对空间频率2.546lp/mm、1.273lp/mm、0.849lp/mm和0.632lp/mm的标准靶进行了MRTD测试。实验结果表明,得到的光谱维MRTD测试结果与理论结果一致,验证了测试平台的可靠性和测试方法的可行性。

基于神经网络客观测量MRTD的方法探讨

从分析测试热像仪性能参数 MRTD的主观方法入手 ,提出了一种基于神经网络用面阵 CCD测量 MRTD的客观方法。介绍客观测量系统的理论框架、设计方案和测试过程 ,并对其技术难点进行了讨论。

前视红外成像系统MTF与MRTD关系的计算

作为评价红外成像系统性能的重要指标,MTF与MRTD之间存在着相互影响、相互制约的关系。应用红外成像系统理论,从工程实践出发,对以人在回路中方式工作的、前视红外成像系统的MTF与MRTD之间的关系进行了理论分析与计算,得出了在给定系统识别距离、目标特性条件下,两项指标关系的简便计算方法。实验结果表明,利用该计算方法能够较好地预测系统性能,其计算结果可以作为系统总体性能预测的依据。

红外热像仪MRTD自动检测方法研究

为了降低对红外热像仪最小可分辨温差(MRTD)检测的成本,对使用者一级的MRTD检测方法进行了研究,提出了一种基于FLIR92模型和BP神经网络的MRTD检测方法。该方法在兼顾检测精度的基础上,对检测条件和检测人员的要求大大降低,同时降低了检测成本,对降低红外热像仪的使用和维护成本具有重要意义。

双频微型贴片天线的H-MRTD模拟(英文)

利用槽隙加载及短接技术设计了双频小型微带天线。通过调节短接面宽度,两谐振频率f10及f30可明显降低,天线尺寸显著减小,而且频比(f30/f10)的可调范围为1.7～2.3。首次将三维H MRTD(Haar Wavelet BasedMultiresolutionTimeDomain)全波分析方法应用于该天线的建模和分析,并将H MRTD数值计算公式推广到了非均匀有耗媒质中。数值模拟结果同传统FDTD(FiniteDifferenceTimeDomain)方法及实验结果进行了比较。结果表明,每个波长只需取较少的空间离散网格,三维H MRTD时域全波分析方法便能较精确地模拟微机械微带天线,并能有效地减少CPU计算时间及节省计算机内存。

Daubechies小波函数特征对MRTD算法的影响性分析

时域多分辨分析法(MRTD)是电磁场仿真计算的新方法,其核心是时频分析的小波函数问题。为提高MRTD方法的计算效率和精度,如何选择Daubechies(db)小波函数的消失矩和紧支度成为MRTD算法应用中有待解决的问题。首先给出了一种在介质基底有损耗的情况下计算微带线间串扰的三维MRTD数学模型。其次研究db小波尺度函数的紧支度、消失矩特性对于MRTD算法的计算精度和效率的影响问题。最后通过对比基于db1～db4四种小波基的MRTD算法对PCB电路板微带线间串扰的仿真结果,得到在相同精度下,基于db2小波函数的MRTD算法计算效率最高,在db小波簇中是最优的结论。

基于光谱等分法估算复杂大气条件下红外成像系统的MRTD和作用距离

大气透过率是影响红外成像系统作用距离的重要因素。在大气传输过程中,红外辐射会受到大气分子的选择性吸收、散射以及复杂气象条件等的影响,这使得大气透过率成了一个复杂参量。用光谱等分法计算了大气透过率。首先利用MODTRAN软件计算一定距离时各谱线的大气透过率并建立数据库,然后按一定间隔等分光谱区域并调用数据库计算出各微小光谱区域内的大气透过率,最后将其代入模型用以计算红外系统的作用距离。与利用常数或者平均大气透过率的计算方法相比,该方法提高了计算结果的准确度。计算并分析了探测高度、湿度以及雾霾等复杂气象条件对红外成像系统MRTD和作用距离的影响。

红外成像系统MRTD参数客观测量方法的研究

红外成像系统性能参数最小可分辨温差(MRTD)是衡量红外热像仪探测能力的重要指标。通常采用主观测量方法,即人眼对热像仪所成四杆靶图像的判断而得到红外热像仪性能参数MRTD。本文结合数字图像和神经网络技术实现了对红外热像仪性能参数MRTD的客观测量。

一种便携式外场用MRTD测试仪的研制

目前热像仪MRTD测试主要在室内,为了满足外场热像仪MRTD测试的需求,研制了一种便携式MRTD测试仪。文章主要阐述了仪器的研制原理、光学优化设计、结构设计及黑体组件等的设计要点。目前,该仪器已经用于外场环境的热像仪MRTD测试,结果准确。

基于神经网络客观测量MRTD方法的探讨

从分析测试热像仪性能参数MRTD的主观方法入手 ,提出了一种基于神经网络用面阵CCD测量MRTD的客观方法。介绍了客观测量系统的理论框架、设计方案和测试过程 ,并对其技术难点进行了讨论。

基于Haar小波基的MRTD分析APML的截断边界

将各向异性匹配层(APML)应用于三维基于Haar小波基的多分辨分析(MRTD)的边界截断,并且推导了一般的处理APML的面、边、角区的一般算法,具有传统FDTD时域步进原则,算法的有效性通过分析频域的Rapml的反射性能得到很好的验证,同时也表明应用MRTD算法的APML具有良好的电磁波吸收性能.

探测条件对红外热成像系统MRTD影响的研究

在考虑目标的尺寸、探测等级、探测概率及大气环境等因素情况下,研究了热成像系统的最小可分辨温差(MRTD),建立了一个改进的MRTD模型。由于大气透过率与波长和距离相关,利用光谱等分法计算大气透过率,将探测波长范围等分为一个个窄波段,利用MODTRAN软件计算在一定大气条件和距离下每个窄波段的大气透过率。通过调用对应波长的透过率,计算了探测波长范围内热成像系统的MRTD,提高了MRTD的准确性和适用性。

基于MRTD的微带天线的辐射分析

应用基于光滑的、紧支撑的Cohen-Daubechies-Feauveau(CDF)双正交尺度函数的时域多分辨分析(MRTD)方法分析天线的辐射,推导了MRTD迭代方程及各向异性理想匹配层(APML)吸收边界公式,并对天线的重要参数如:S参数,输入阻抗,辐射方向图等进行计算。计算结果显示:MRTD的结果与传统的FDTD的结果相比一致,说明MRTD在不牺牲精度情况下,节省大量计算资源。