一种高帧频CMOS图像的非均匀性校正系统

针对高帧频CMOS相机图像的不均匀性,分析了产生图像不均匀性的原因,在此基础上设计了一种对图像的非均匀性校正系统。该系统采用了两点加一点的图像非均匀性校正改进算法,运用该算法对图像的非均匀性进行了处理;描述了该校正系统的实现模块包括软件模块与硬件模块。实验结果表明：该系统对处理图像的非均匀性有很好的效果,处理后的图像显得比较平滑,清晰度得到了很大的提高。     

基于参考辐射源标定的红外成像非均匀校正技术

持续外场工作环境下,红外系统成像的非均匀性会随工作时间、温度的改变而发生飘移,要维持非均匀性校正精度,定标动作需要定期重复,而标准黑体笨重不便于携带,使其不适用于现场定标应用。针对这一问题,介绍了一种基于参考辐射源进行红外图像校正的方法。该方法利用一个精确控温的小巧辐射源,可随时根据需要插入红外成像系统光路中进行非均匀性标定测试,实时修正硬件平台中存储的非均匀性校正参数,从而达到维持校正精度的目的。实验结果表明,所述的辐射源具有较高的稳定性,与环境温差在-10～10 K的范围内温度波动可以控制在0.04 K范围,使用该人工辐射源可以明显降低非均匀性随时间的恶化。     

基于红外测温的柴油机排气温度不均匀度诊断

设计了柴油机排气红外监测试验台,利用红外热像仪在不同运行工况下测量6135柴油机歧管表面温度,得到了由排气管表面温度确定柴油机排烟气体温度的计算方法。分析了各缸排气歧管表面温度不均匀度与排烟温度不均匀度的关系,研究了表面发射率随温度变化的关系,验证了红外监测技术在柴油机排气不均匀度诊断和预测上的可行性和有效性。     

Radiation hardened design and analysis of radiation effect for scientific CMOS image sensor

A systemic solution for radiation hardened design is presented. Besides, a series of experiments have been carried out on the samples, and then the photoelectric response characteristic and spectral characteristic before and after the experiments have been comprehensively analyzed. The performance of the CMOS image sensor with the radiation hardened design technique realized total-dose resilience up to 300 krad(Si) and resilience to single-event latch up for LET up to110 MeV·cm²/mg.     

基于全变分模型的红外焦平面非均匀性校正及其FPGA实现

基于辐射源的定标校正法在工程应用中易受到特殊应用场合以及仪器工作状态偏移等因素影响,输出图像质量欠佳。针对此问题,基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA)硬件平台实现了全变分模型场景实时校正算法,阐述了模型的应用原理及抑制图像鬼影、退化问题的相关措施。在制冷型长波红外探测器上完成了功能调试及性能测试。实验结果表明,该算法能在20帧图像内完成校正收敛,达到良好的成像校正效果。     

基于局部梯度的神经网络非均匀性校正算法

为了解决传统神经网络算法在用于红外焦平面阵列(Infrared Focal Plane Array,IRFPA)非均匀性校正(Non-Uniformity Correction,NUC)时所面临的边缘模糊、收敛速度慢等问题,通过引入图像局部梯度特性对该算法进行了改进。通过用局部梯度相似度信息构造权值函数来对区域进行加权滤波,可以保留图像边缘信息。在迭代运算中,将梯度幅值加权的自适应参数规整因子加入了误差损失函数,并引入梯度幅值相关的自适应步长用以代替传统的固定步长,从而进一步提升了算法的校正效果和收敛速度。然后对算法的性能曲线和校正结果进行了分析。结果表明,与传统算法相比,改进的神经网络校正算法取得了更好的校正效果,其校正误差稳定低于前者,实现了有效抑制边缘模糊和提升收敛速度的目标。     

不同轮压分布形式对半刚性路面结构力学响应的有限元分析

针对轮胎接地形状的不规则性和轮压分布的不均匀性,运用三维有限元方法分析了轮压在圆形均匀分布、矩形均匀分布和矩形非均匀分布3种轮载作用形式下半刚性路面结构的力学响应.计算表明,轮压作用于路面的形状和非均匀性均对沥青路面的力学响应有显著的影响,尤其是超载时,圆形均布假设和矩形均布假设均不能正确反应半刚性结构层内部的剪切指标,只有矩形非均布假设能够很好地反应.研究提出,欠载及标准轴载时,可以采用圆形均布假设进行路面结构力学响应的分析;超载时,鉴于剪切指标对轮压非均匀性分布的敏感性,建议采用矩形非均匀分布荷载形式进行路面结构力学响应的分析及模拟仿真.     

基于扫描型红外热像仪非均匀性场景校正算法的实现

通过对某扫描型手持红外热像仪非均匀性的分析,建立了相应的非均匀性数学模型,提出了场景校正算法并在DSP中编程实现。算法采用运动估计与递归最小二乘法相结合的方式,实现了对空间非均匀性的实时校正;采用神经网络与最小均方算法结合的方式实现了对两点校正后残留非线性非均匀性的实时补偿。应用效果表明该算法具有很高的工程价值。     

大幅面太阳全光谱辐照系统的设计

大幅面太阳全光谱辐照系统是太阳模拟器的重要组成部分,辐照不均匀度是其关键技术指标之一,在传统全光谱辐照系统中存在着难以达到国家标准、光源光谱匹配性差等技术难题。结合大幅面太阳模拟器的研究现状,设计了一种全光谱辐照系统。利用光学仿真软件Zemax对所设计的全光谱辐照系统辐照均匀性进行仿真,提出了辐照度衰减模式的新概念,并以此为基础对全光谱辐照系统辐照不均匀度进行了优化。光源采用瑞士Solaronix公司生产的Plasma光源,经过测试光谱达到国际电工委员会标准A级,光源谱段内辐照度用光谱辐射计进行测试。结果表明,在辐照度为280 W/m²时,辐照度衰减模式在未启动和启动时辐照不均匀度分别为8.4%和5.7%,参考国家标准GB/T12637—1990太阳模拟器通用规范,在2 400 mm×6 000 mm有效辐照面内其辐照均匀度满足规范C级标准,接近B级标准。     

基于中值滤波的红外焦平面阵列非均匀性神经网络校正

统的神经网络校正算法存在收敛速度慢和校正精度低的缺点。当背景噪声较大时,它更难以获得令人满意的校正效果。 针对其不足之处, 提出一种基于中值滤波的红外焦平面阵列(IRFPA)非均匀性神经网络校正算法。该算法首先利用中值滤波对强噪声进行预处理,在此基础上 采用改进的神经网络校正算法对IRFPA非均匀性进行自适应校正。实验结果表明,该算法与传统的神经网络方法相比具有收敛速度快和校正精 度高等特点,并且使图像的峰值信噪比至少提高了10dB。