基于红外热成像技术的车厢内部火灾预警研究

红外热成像技术是目前最为实用的火灾预警检测手段之一,可以有效提高列车车厢的运行安全。基于红外热像仪的原理及优点,结合动车组车厢较为狭长的特点,探讨红外探测器的镜头选择;提出了融合绝对温度和基于高度变化的火焰判定概率模型,提高了火焰检测的精度。在动车车组车厢环境中的测试验证了方法的有效性和稳定性,降低虚警。     

夜视环境下激光助视成像与红外热像的融合

以夜视环境下激光助视成像和红外热成像为研究对象,提出了一种基于非向下采样Contourlet变换和分割模板的图像融合方法.通过引入脉冲耦合神经网络对两幅输入图像进行分割,利用类间方差比判断分割效果的优劣并选取分割模板.在NSCT域中,根据分割模板对激光助视成像和红外热成像的高低频系数进行分区域处理,得到低频和高频融合系数.最后对融合系数进行NSCT逆变换得到融合图像.实验结果表明本文方法能够在融合图像中最大程度呈现出夜视环境下激光助视成像的细节信息和红外热像的目标信息.     

第三代红外焦平面探测器读出电路

对红外探测器不断增长和提高的需求催生了第三代红外焦平面探测器技术。根据第三代红外探测器的概念,像素达到百万级,热灵敏度NETD达到1 m K量级是第三代制冷型高性能红外焦平面探测器的基本特征。计算结果表明读出电路需要达到1000 Me-以上的电荷处理能力和100 d B左右的动态范围(Dynamic Range)才能满足上述第三代红外焦平面探测器需求。提出在像素内进行数字积分技术,以期突破传统模拟读出电路的电荷存储量和动态范围瓶颈限制,使高空间分辨率、高温度分辨率及高帧频的第三代高性能制冷型红外焦平面探测器得到实现。     

NSCT域红外图像改进非局部均值滤波算法

结合非下采样轮廓波变换(NSCT),提出了一种红外图像改进非局部均值滤波算法(Improved Non-local Means Filtering,INLMF)。该算法首先对红外噪声图像进行多尺度NSCT变换,其次分别从相似图像块自适应划分方法以及滤波权重计算方法 2个方面对经典非局部均值滤波算法进行适当改进,将改进后的非局部均值滤波算法(INLMF)应用于处理高频分解系数,然后将滤波后的高频分解系数与低频分解系数进行重构,得到去噪后的图像,最后对去噪后图像采用非负支撑域有限递归逆滤波(Non-negativity and Support Constraints Recursive Inverse Filtering,NAS-RIF)算法进行图像复原,以尽可能消除因滤波造成的图像失真。测试结果表明,本文算法滤波效果优于NLMF及其已有的改进算法。     

空间自适应卷积核滤波红外弱小目标检测

为了减少复杂红外图像中平滑背景边缘的影响,将具有各向异性特性的PM扩散模型应用到红外弱小目标检测,提出了空间自适应卷积核滤波检测算法,并对扩散系数进行了优化。针对模型中扩散参数难以确定的问题,提出了一种利用Sobel边缘检测算子估计扩散参数的方法。滤波后采用信噪比(SNR,Signal Noise Ratio)和接受机工作特性(ROC,Receiver Operating Characteristic)曲线进行性能评价,实验结果表明,与PM扩散模型滤波和中值滤波相比,该算法有效抑制了边缘,大大提高了信噪比,提高了检测概率,降低了虚警概率,具有更好的性能。     

TDI型红外探测器空间校正方法的设计与实现

时间延迟积分(TDI)型红外探测器作为第二代红外探测器,具有更高的温度灵敏度和更大的扫描成像视场.和面阵成像探测器相比,TDI型红外探测器必须在装置中加入扫描机构进行扫描成像,由于TDI型红外探测器光敏元在空间的位置交错排列,为了保证奇偶像元对同一目标成像,这就涉及到扫描方向与探测器奇偶像元空间匹配的问题.以480×6红外探测器为例,详细介绍了TDI型红外探测器光敏元的排列结构、工作方式以及空间校正的原理,给出了空间校正的算法和FPGA实现方法,并通过仿真和实验验证了方法的正确性.     

红外辐射大气透射率求解模型的建立与分析

红外辐射大气透射率对目标辐射的测量精度影响很大。分析了红外辐射在大气中的传输衰减,建立了红外辐射大气透射率的求解模型。利用编制的红外辐射大气透射率计算程序研究了特定辐射路径下的大气透射率在一日内的变化情况,对不同气象条件和辐射路径下的大气透射率进行了计算,研究了大气温度、相对湿度、路径起始高度、辐射路程、天顶角对大气透射率的影响,并对计算结果进行了分析。计算结果对精确计算红外辐射大气透射率和研究气象条件、路径几何参数对红外辐射大气透射率的影响具有一定的指导意义。     

多枚红外诱饵弹运动轨迹仿真

对于载机连续发射多枚红外诱饵弹的运动轨迹进行了仿真。首先考虑无动力燃烧型诱饵弹在发射后因为燃烧而导致质量损失的因素,建立了诱饵弹运动轨迹递归迭代计算模型,然后运用此模型计算了不同条件下的多枚诱饵弹发射后的运动轨迹,最后利用可视化技术对载机平台发射多枚诱饵弹的场景进行了可视化仿真。     

调幅式调制盘导引头干扰原理分析及验证

介绍了调幅式红外导引头的工作原理,并进行了激光对调幅式红外导引头的干扰原理分析。激光干扰作用是通过扰乱跟踪处理器使导弹失去其跟踪目标。结果显示干扰信号频率对干扰效果影响很大。通过中红外激光对红外导引头干扰实验验证了理论分析的正确性。     

红外系统中渐晕效应的模拟方法研究

渐晕是红外光学系统中普遍存在的现象,导致最后产生的红外图像存在不应有的亮暗失真情况。对渐晕产生的原因进行了分析,实际系统中不仅有几何渐晕还有透镜造成的渐晕,这两者共同影响图像质量。根据渐晕产生的原因,基于图像像素处理法和光线追迹法建立渐晕效应的数学模型,得到仿真图像并对仿真结果进行分析。理论和实验结果表明文中建立的模型更加完善,有利于红外传感器总体系统的仿真。