概率神经网络用于舌诊的近红外光谱分类

为了快速无创客观地检测舌体所携带的病理信息,提出了基于概率神经网络舌诊归一化反射率近红外光谱分类诊断模型。采集了健康人、脂肪肝患者、肝炎患者三类受试者舌尖的光谱数据,进行归一化反射率预处理,各获得32个样本数据,随机从三类受试者各抽取24个舌尖的光谱数据用于建模,其余的24个用于预测,并分析了径向基函数的扩展速度（SPREAD）对网络的影响。得出SPREAD在0.0065～0.0077之间取值时对网络模型的预测效果和泛化能力较好,用该模型对24个预测样本进行预测,其正确率为95.8%。实验结果表明利用概率神经网络对舌诊近红外光谱的分类是可行的,说明舌表面的光谱信息能客观的反映人体的病理信息,利用此方法对疾病的快速无创地进行初步的筛查成为可能。     

红外高光谱成像系统光学设计及检测

为了建立一套星载红外精细分光光谱成像系统的地面实验装置,设计了一套红外高光谱推扫式成像光学系统.该系统由望远物镜和分光计两部分组成,选用锗和硒化锌两种红外材料,采用平面闪耀光栅分光,光机系统后接制冷型红外面阵探测器.其光谱覆盖7.7～9.3μm(根据红外焦平面阵列FPA的光谱响应范围而定),视场角达12°,光谱分辨率为54 nm,空阃分辨为0.75 mrad,光机模块尺寸为100min×300mm×100mm.整机的测试结果表明:光学系统成像质量完好,光谱分辨率SRF达到了预先设计的要求值,噪声等效温差NEDT接近300mK.该系统的设计及整机测试为红外高光谱成像系统的进一步实用化提供了技术基础.     

基于超光谱图像的舌体分割算法

舌体分割是实现中医舌诊现代化的一个前提工作,分割质量直接影响舌象诊断的性能.然而由于舌的生理特征比较复杂,舌的形态以及舌与嘴唇的连接各不相同,使得舌体分割比较困难.本文采用超光谱成像系统代替数码相机采集舌图像,并借鉴光谱角度匹配算法,发展了基于超光谱图像的舌体分割算法.这一算法通过光谱角度匹配算法将超光谱舌图像立方体转换成光谱角度立方体,然后采用一维脉冲波形的边沿信息检测出边缘信息,最后实现了舌体的分割.试验表明,这种基于超光谱图像的舌体分割算法可以较为准确地将舌体分割出来.     

基于近红外光谱的舌诊疾病识别的研究

为了对中医舌诊的客观化研究,提出了应用近红外光谱分析技术快速无创的对健康人、冠心病、糖尿病和肝炎患者的不同人群的舌诊近红外光谱进行识别的新方法.首先对98个样本光谱数据进行归一化处理,用主成分分析(PCA)方法得出的累计贡献率达99.88%的前8个主成分作为广义回归神经网络(GRNN)的输入变量,建立了舌诊近红外光谱的识别模型.利用该模型分别选取了18个不同人群的近红外光谱数据共72个样本用于神经网络的训练,余下的26个用于预测,当光滑因子为5/8时预测的最大误差为0.17342,最小误差为0,获得了较理想的预测精度.实验结果表明用PCA和GRNN相结合的方法对舌诊近红外光谱与疾病之间建立了较好的关联,对加强中医舌诊的客观化起到了很好的促进作用,为疾病的诊断提供了一种新的方法.     

长波红外高光谱成像系统的设计与实现

针对长波红外高光谱系统背景辐射强以及信噪比低的特点,设计了能有效抑制背景辐射的长波红外精细分光光谱成像系统.利用杂散辐射分析软件,对系统进行了背景辐射分析,包括全波段各辐射面源对背景辐射的贡献分量、各光学通道的背景辐射、机械内壁吸收率对背景辐射的影响、以及光机内壁温度对背景辐射的影响.主要通过制冷光机系统的温度、抛光亮...     

像面干涉成像光谱技术中的复原方法

与传统的干涉成像光谱技术相比,像面干涉成像光谱技术具有高光通量、高光谱分辨率、高目标分辨率等优点。在介绍像面干涉成像光谱技术的基本原理基础上,提出了通过推扫横向剪切分束器对目标进行探测的方法,省去了传统推扫方法中提取物点干涉信息时的图像配准过程。研究了信息处理中去直流项、切趾等预处理问题,分析了相位误差校正方法及各种方法的优缺点。搭建Sagnac型像面干涉成像光谱实验装置进行了光谱重构实验,复原了被测光源的光谱曲线,并复原了探测目标在各个谱段的光谱图像。     

宽幅长波红外高光谱扫描成像系统的设计

为了满足宽幅长波红外高光谱成像需求,基于光导型碲镉汞线列探测器和平面闪耀光栅,提出了一种在长波红外8~12.5 μm范围内具有150个连续波段、30°成像视场角、基于地面应用的低成本、轻小型高光谱扫描成像系统的设计方法。该系统由光栅扫描机构和视场扫描机构组成,两机构同步控制以实现精细分光和宽幅成像功能。推导了光栅扫描角度与探测器接收单色光的波长、视场扫描角度与成像视场角间的关系式。在分析扫描系统扫描定位精度的基础上,设计了一套以步进电机为运动核心,采用“摆扫定位+停止成像”工作模式的扫描系统。实验表明,该扫描系统可满足系统视场定位精度及分光精度的要求。获取的硅碳棒在长波红外波段的发射光谱曲线表明该系统的设计合理有效。该扫描系统的设计方法对长波红外高光谱系统的设计具有一定的指导意义。     

多次采样平均在长波红外高光谱成像系统中的应用

长波红外高光谱成像系统由于光谱细分导致探测器所接收的目标信号的能量较一般成像系统弱,因此系统噪声对成像效果影响较大.针对这一现象,本文在分析系统噪声成分的基础上,提出采用ADC多次采样平均的方法来降低其噪声,并从理论上推导了该方法的有效性.然后搭建了实验系统,分析计算不同积分时间下,利用多次采样平均技术得到的信号和噪声大小,并计算系统的信噪比和NETD.结果表明,多次(m次)采样平均对系统的信号值几乎无影响,但可以将系统噪声降低至原来的m-1/2倍.因此,该方法可将系统的信噪比提高至原来的m1/2倍,并能有效降低系统的NETD,提高系统灵敏度.该方法为改善长波红外高光谱成像系统成像效果提供了一种方案.     

航天高光谱成像技术研究现状及展望

自1997年8月23日首颗高光谱卫星LEWIS发射以来,航天高光谱成像技术走过了15年的路程,我国在该领域的技术也取得了跨越式的发展。当前我国正按照国家中长期科技规划,努力构建下一代高分辨率对地观测系统,深入全面地总结过去若干年的航天高光谱成像技术发展情况,并分析发达国家的发展计划,对制定我国的航天高光谱成像技术发展战略具有重要意义。从当前的主流高光谱分光技术、应用情况和发展趋势三个方面进行了全面的分析总结,认为民用高光谱成像系统应该朝着宽幅、定量化和应用细分的方向发展;军用高光谱成像系统的发展重点应该是高空间分辨率、宽波段以及快速信息处理技术。     

机载成像光谱仪图像边缘辐射校正的研究

通过对国产高光谱仪OMIS－I系统的数据进行分析，发现由于地物的二向反射分布等因素的影响图像边缘部分与中心部分的相同地物光谱曲线发生了变化，表现在彩色合成图像上相同地物呈现不同色调，经过对数据深入分析研究后，提出了一种空间参数拟合的直方图匹配方法，并用VC＋＋语言编程实现，取得了很好的效果。     

红外凝视成像系统中的光学微扫描技术

简要介绍了国内外微扫描技术研究情况,讨论了用于凝视焦平面探测器的微扫描技术原理和分类,按伺服电机驱动和压电陶瓷驱动两种形式,分析了微扫描技术的原理、结构和信号读出方式,最后总结了微扫描技术的优点.     

海空背景凝视红外成像系统作用距离研究

针对凝视红外成像探测系统作用距离计算问题,在分析传统作用距离模型的基础上,提出基于图像目标信噪比检测依据的新距离计算模型.该计算模型全面考虑了目标与背景的对比度以及红外图像空间起伏噪声特性,给出了复杂背景限制下红外凝视成像探测系统作用距离计算公式.海空背景下舰载红外凝视成像系统探测距离计算实例表明该计算模型相对于原有计算模型能够更准确解决复杂背景情况下红外成像系统作用距离的估算问题.     

红外热成像在树上柑桔识别中的应用研究

从果树中识别出水果并确定水果的准确空间位置是实现水果收获机器人对水果采摘的关键．比较分析了现有主要树上水果识别方法,针对普通视觉系统存在识别率低的现状,提出了利用红外热成像进行野外树上柑桔识别的新方法．建立了红外热成像系统,并在室外果园对成熟柑桔实时采集了45幅红外热图像．研究了树上柑桔与树枝、树叶的热辐射特性,发现柑桔与树枝、树叶问存在1℃左右的温差．根据果实、树叶、树枝间存在的温差反映在灰度图像上不同的灰度信息,发现在阈值T=190时可以较好实现二值化处理,并采用边缘检测算子进行了分割处理,很好地实现了水果的识别。     

凝视红外成像系统的计算机模拟

介绍了一种可用于红外焦平面热成像系统的计算机辅助设计与性能评估的应用软件系统，分析了其主要的设计构想和它的几个基本功能模块，该软件系统具有良好的用户界面，操作简便，模拟试验得出的计算数据可靠，已可望进入实用化阶段。     

热释电型红外焦平面阵列成像模拟实验研究

讨论了热释电型红外焦平面阵列成像系统及基本的信号处理，包括信号差分处理、非均匀性校正等，利用自扫描光电二极管列阵（SSPA）对热释电型红外焦平面阵列成像系统进行了模拟实验，获得了满意的图像，为进一步研制热释电型红外焦平面阵列成像系统打下了基础。     

机载合成孔径雷达实时数字成象处理器的整机控制系统

本文对机载合成孔径雷达实时数字成象处理器整机控制系统的系统组成及技术特点进行了研究,扼要阐述了运行在整机控制系统中的实吋操作系统的通讯、任务调度等机制。本文讨论了在实时操作系统中整机控制系统多任务的调度、通讯及多处理器之间的通讯、数据传递等问题,以及实时系统中人机对话的问题,并提出了解决问题的方法和系统的控制流程。     

机载SAR实时数字成象处理器的座舱显示系统

本文系统地阐述了机载SAR实时数字成象处理器的座舱显示系统的构成、技术特点及工作模式等;给出了系统中所采用的显示卡的结构特征及在实时系统下显示卡功能函数的调用特点。本文进一步探讨了实时操作系统及pSOS+核的特点,以及在实时系统下实时座舱显示任务与处理器其它子任务之间的通讯调度等问题。     

用于毫米波焦面阵成像的小F数透镜焦区矢量衍射场分析

采用射线追迹法和Stratton-Chu衍射积分公式研究透镜像空间的矢量衍射场，说明了决定衍射场分布样式的口径场相位分布的确定方法，对双曲面透镜给出了不同入射倾角时的焦区场功率分布，计算结果与实验吻合，并考察了焦区场的矢量特性，计算与实验在毫米波频段完成。