红外弱小目标检测算法综述

红外探测技术具有不受环境等因素干扰的优势,在红外制导、预警等军事领域的应用日益广泛。随着对红外弱小目标检测技术的研究越来越深入,相应的检测方法越来越多样。本文通过对红外弱小目标图像中目标与背景的特性以及红外弱小目标检测技术难点问题进行分析,根据当前是否利用帧间相关信息,分别从基于单帧红外图像和基于红外序列两个角度,选取了相应的红外弱小目标算法进行对比,对其中典型算法的原理、流程以及特点等进行了详细综述,并对每类检测算法的性能进行了比较。针对红外弱小目标图像信噪比低的特点,对红外弱小目标检测算法的难点问题进行分析,给出了目前各种算法的解决方法和不足,探讨红外弱小目标检测算法的发展方向,即研究计算量小、性能优、鲁棒性强、实时性好和便于硬件实现的算法。     

光电载荷下的红外和可见光图像融合综述

随着机载光电平台在军事、民用等领域的应用，红外与可见光图像的增强和融合技术逐渐成为研究的热点方向。红外设备主要依靠物体本身的热辐射进行成像，适用于恶劣自然环境和隐秘场所等特殊场景，但存在成像质量不佳、图像对比度较低、纹理细节不丰富等缺点；可见光图像的纹理细节和对比度更适合人类的视觉感知，但可见光图像在烟雾、夜间等条件下的成像效果差，不适用于隐秘的场所。因此，研究人员提出了既有可见光图像边缘、细节信息又有红外热辐射目标信息的互补图像融合方法。结合红外与可见光图像特点，对目前适用于机载平台的传统红外与可见光图像融合方法进行整理和综述，给出了现有红外与可见光融合算法中弱小目标、纹理信息缺失和计算效率问题的改进思路，并对光电载荷背景下传统红外与可见光图像融合技术未来的发展进行了展望。     

同目标多场景红外图像计算机合成方法的研究

通过分析热红外图像的特点及图像灰度级与温度的关系，提出一种廉价的红外目标背景图像生成途经。利用数字图像处理技术、计算机图形学以及红外技术相关知识，挺取目标、转化其灰度级、对目标定位，给出了同目标多场景红外图像计算机模拟合成的思路，井进行实验模拟与分析。结果验证，这种途经是有效的。     

高精密红外探硫传感器的研究与设计

根据气体的红外吸收特性，SO₂的特征吸收峰所在的波长与人体红外波长范围正好重叠。因此，红外硫探测器成为了敏感元件，国内生产的红外硫探测系统测量精度不够，进口红外硫探测系统很大程度对国内进行了技术封锁。基于此，该文采用非分光红外技术，针对当前高精密红外低硫传感器最重要信噪比影响源进行了研究，优化了光源驱动、红外气室恒温控制、信号采样与微弱信号处理电路设计等，完成了一套低硫探测装置的设计，经过测试，信号的噪声波动从原来的140 uV减小到50 uV左右，检出限达到0.01 ppm，实现了低硫检测领域的技术创新，该项目成果已经成功实现量产。     

基于最大互信息的红外与可见光图像配准

图像配准是图像融合技术的基本环节和首要问题。该文针对红外与可见光两种不同波段图像的配准技术进行了研究,分析了两者配准的特点,并提出了基于最大互信息的配准算法。算法利用Sobel算子对图像进行边缘增强,完成图像的预处理,然后基于仿射变换建立图像变换模型,并按照最大相关原则确定最佳配准参数,从而实现红外与可见光图像的配准。实验结果表明,该方法可以实现红外和可见光图像的配准。     

飞机红外辐射图像仿真研究

为研制火控雷达红外子系统训练模拟器,必须对飞机的红外辐射现象进行仿真研究,创建飞机与雷达的对抗环境,从而实现对抗训练.文章阐述了红外仿真的思想,采用3DSMax软件对飞机几何建模,以飞机典型部位的红外辐射特征为对象,通过输入飞机及大气的相关参数,对飞机的零视距离红外辐射出射度、大气透射率以及灰度值进行计算;以面向对象技术设计了仿真对象、类和人机接口,编程生成了飞机的红外仿真图像;通过对飞机三维可见光模型和典型频段的红外仿真图像进行分析,结果表明飞机红外辐射仿真图像能够满足某火控雷达训练模拟器研制的需要,对装备训练模拟器开发有一定参考价值.     

基于深度学习的红外图像人体步态识别方法

对基于深度学习的红外图像步态识别方法进行研究,利用卷积神经网络相关技术搭建一个深度学习模型,以此对红外图像中人体步态轮廓特征进行学习,对红外图像中人体步态身份做出识别.使用图像形态学中的闭运算对图片进行数据预处理,实验结果表明,经过预处理后的红外图像能够有效减少因红外相机成像原理导致的图像中产生冗余信息,有效提高模型的...     

空战对抗中红外探测器时域特征仿真研究

针对红外导弹抗干扰技术的发展,通过对红外正交四元探测器抗干扰原理的分析,建立了基于时域特征分析的红外对抗仿真模型,并运用模型对红外诱饵和红外导弹进行了对抗仿真,仿真结果证明了模型的实用性。同时进行了红外对抗仿真平台的开发,对研究目标机、红外诱饵弹、红外导弹和攻击机组成的四位一体红外对抗体系提供了可行性。研究结果对类似仿真系统的开发具有一定的借鉴意义。     

激光红外多功能复合模拟系统设计研究

红外制导具有被动成像隐蔽性好、精度高等优点，但是红外制导极易受到激光干扰。另外，由于红外制导不能携带距离等信息，而激光制导正好弥补了这一缺点，因此激光红外复合制导以及相互干扰技术是目前国内外研究重点。在对相关制导、干扰技术进行研究时需进行不同环境下的不同实验，若在现场进行多种实验，造价高且消耗人力物力时间较多，因此可设计一个多功能模拟仿真系统进行不同环境下的多种模拟实验。模拟系统应用了仿真理论、仿真技术、PID控制、图像处理、运动控制等多种技术和控制方法。模拟系统中红外热源温度控制误差为±0.5℃，转台可在±10°和±20°转动范围且角分辨率优于20″，图像采集系统采集图像大小为253×318且连续采集速率为50帧/s。模拟系统可对红外制导、激光制导、激光干扰红外制导等多种制导及相互干扰技术进行仿真实验。     

用离子束辅助蒸发技术镀制高性能硫化锌红外增透膜

本文简要地介绍了用离子束辅助蒸发技术在高折射率储（Ｇｅ）基片上镀制高性能硫化锌（ＺｎＳ）红外增透膜（也称红外减反射膜）及其工艺的研究，通过与常规热蒸发技术镀制硫化锌增透膜的性能比较，证实了离子束辅助蒸发技术对提高硫化锌红外增透膜的光学特性、膜层质量及改变薄膜的结构、应力状态有良好的效果，试验表明用该技术镀制高性能硫化锌红外增透膜能满足长寿命、高可靠卫星的使用要求。     

车载红外夜视图像的小波-遗传图像增强算法

针对传统红外图像增强算法在视觉效果上不够理想的问题,提出了一种适用于车载红外夜视图像的图像增强方法。该方法利用红外夜视仪的非接触生成热图像的原理,建立了针对车载红外夜视图像的小波-遗传灰度图像增强方法,并将该方法与传统的直方图均衡化法和多尺度Retinex算法进行了对比。在红外夜视图像增强效果方面,该方法具有改善图像亮度均匀性、避免图像过分增强和抑制噪声的特点。实验表明,所提出的小波-遗传图像增强算法在车载红外夜视图像增强方面的处理效果较好。     

基于深度学习的双通道夜视图像复原方法

针对夜间场景光线微弱、能见度低导致夜视图像信噪比低、成像质量差的问题,提出了基于深度学习的双通道夜视图像复原方法。首先,用两种基于全连接多尺度残差学习分块（FMRB）的卷积神经网络（CNN）分别对红外夜视图像和微光夜视图像进行多尺度特征提取和层次特征融合,从而得到重建的红外图像和增强的微光图像;然后,两种处理后的图像通过自适应加权平均算法进行融合,并根据场景的不同自适应地凸显两个图像中具有更高显著性的有效信息;最后,得到分辨率高且视觉效果好的夜视复原图像。使用基于FMRB的深度学习网络得到的红外夜视重建图像,相较于卷积神经网络超分辨率（SRCNN）重建算法得到的在峰值信噪比（PSNR）和结构相似性（SSIM）的平均值上分别提升了3.56 dB和0.091 2;相较于MSRCR,得到的微光夜视增强图像在PSNR和SSIM的平均值上分别提升了6.82 dB和0.132 1。实验结果表明,所提方法得到的重建图像的清晰度明显得到改善,获得的增强图像的亮度也明显得到提升,而且前二者的融合图像的视觉效果较好,可见所提方法能有效改善夜视图像的复原效果。     

基于UKF的红外目标空间定位方法

针对单站系统利用一次观测对目标进行定位,瞬时定位误差较大,提出了基于UKF的红外目标空间定位方法。基于针孔成像模型,借鉴主动视觉思想,通过控制红外热像仪运动拍摄目标图像,获取目标位置,并用GPS接收机测得拍摄点世界坐标。根据透视投影变换方程,借助站心地平坐标系和WGS-84坐标系建立红外目标空间定位的非线性系统模型,在此基础上引入UKF（Unscented Kalman Filtering）滤波算法进行空间定位。实验结果证明了该方法的可行性和有效性。     

局部颜色映射的彩色夜视算法

针对现有基于全局统计信息的彩色夜视算法不能较好保持图像目标色彩恒常性的不足,提出一种简单有效的局部自然彩色夜视算法。首先依据人类视觉系统的中心-环绕对抗结构生成伪彩色融合图像;按照不同颜色特征对伪彩色融合图像进行聚类,分割成不同颜色域,参考自然彩色图像中对应域为与融合图像对应位置像素集合;最后在简化Lab空间实现对应域间的局部颜色映射,将参考图像颜色特征传输至融合图像。实验结果表明,本文方法使得夜视图像获得如白天参考图像般自然、真实的效果,有利于提高场景辨识能力;方法执行速度快,便于实时处理。     

探测光幕的高速弹丸红外辐射信号获取研究

为了解决光电探测靶在低照度环境下不能工作的问题,提出采用红外探测技术改善其低照度探测性能。利用普朗克定律,分析高速弹丸作用于探测光幕的红外辐射特性;结合探测光幕,分析高速弹丸穿越光幕的红外辐射通亮的变化;利用红外探测器的响应率,建立红外电压信号输出模型,设计红外探测放大电路与数据采集电路,通过实验,飞行弹丸穿越光幕瞬间,探测系统输出的信号明显,在小口径弹作用下,输出幅值可达1V。     

基于FPGA的智能视频融合技术研究

针对夜间或恶劣环境下交通事故频发的情况,提出一种在夜间或恶劣环境中辅助驾驶员改善能见度的技术,本技术是采用在FPGA内部对CCD捕获的可见光视频流和红外摄像机捕获的红外视频流进行实时融合、处理以获得极低或极强光照条件下图像信息的新方法;整个系统流程都在FPGA内实时完成,经过处理的视频流直接显示在位于司机前方的平视显示器上,以协助驾驶者在能见度低的环境中安全地行驶,在各种实验条件下经初步验证都取得了不错的效果。     

基于FPGA的实时图像预处理技术在汽车夜视系统中的应用

针对红外图像的特点,提出了汽车夜视系统中图像增强的预处理方案。给出了基于FPGA的视频格式转换、快速中值滤波、自适应平台直方图双向均衡化的原理、实现方法及仿真结果。仿真结果表明本方案较好地满足了图像处理效果和处理速度的要求。     

Using Fuzzy Logic in Automated Vehicle Control

Automated versions of a mass-produced vehicle use fuzzy logic techniques to both address common challenges and incorporate human procedural knowledge into the vehicle control algorithms. In-vehicle computing has been largely relegated to auxiliary tasks such as regulating cabin temperature, opening doors, and monitoring fuel, oil, and battery-charge levels. However, computers are increasingly assuming driving-related tasks in some commercial models. Among those tasks are: maintaining a reference velocity or keeping a safe distance from other vehicles; improving night vision with infrared cameras; and building maps and providing alternative routes     

Gamma correction enhancement of infrared night vision images using histogram processing

Multimedia Tools and Applications - This paper presents two proposed approaches for enhancing the visibility of the infrared (IR) night vision images. The first approach is based on merging gamma...     

红外光虚拟手术刀的研究与实现

运用OpenGL与3DMax建模,立体视觉与四元数旋转的技术,实现红外光虚拟手术刀的应用。首先,利用红外光追踪与立体视觉测距结合获得外部设备的空间坐标信息,然后映射到计算机已构建的虚拟手术刀模型,通过四元数实现模型的空间旋转,最后实现虚拟手术刀在虚拟手术场景中的应用。实验表明,该应用运用在虚拟医学外科手术切割中,有效仿真手术刀进行人机交互手术切割操作。