凝视型红外成像探测系统的作用距离分析与验证

作用距离是红外成像探测系统的主要技术指标之一,根据实际计算时部分参数可能未知的情况,推导了NETD表达的作用距离方程,并根据凝视型探测器的特点讨论了基于对比度的对高空目标作用距离的表达式,结合高空目标探测实验结果验证两种不同计算方法的有效性。分析结果对进一步的成像探测系统的设计提供了理论依据。     

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.     

一种热敏电阻红外探测器低频噪声测试系统

红外探测器是卫星姿态测量系统的关键元件,其质量决定整个卫星姿态测量精度;针对负温度系数热敏电阻型红外探测器,在详细讨论其低频噪声种类、产生机理及理论模型的基础上,研究了其低频噪声的测试方法,基于虚拟仪器技术,建立了探测器低频噪声测试系统;对比测试结果表明,该测试系统精度在5％以内(以Aglient动态信号分析仪测试结果为基准);采用该系统对航天型号用探测器多次老化前后的测试结果表明:低频噪声参数的变化与电阻值的变化具有相同的趋势,但前者明显高于后者(40次热循环后电阻变化2％、1/f噪声幅值B变化27.8％、转折频率fc变化50.3％);研究结果将为热敏电阻红外探测器低频噪声筛选参量的确定提供实验平台及理论依据.     

红外成像系统建模仿真方法研究

建模仿真技术是一种研究、分析、设计和评价红外成像系统必不可少的关键技术。建模仿真的方法多种多样,各有特点,文中介绍了红外成像系统的基本成像过程以及现有的主要建模仿真方法,归纳了各种方法的优缺点,通过分析、比较,给出了红外成像系统建模仿真的思路和意见。     

氧化钒热敏薄膜非致冷红外探测器的等效模型

建立了氧化钒热敏薄膜微测辐射热计的PSPICE模型,结合一个具体的CMOS读出电路给出探测器的等效电路模型,分析了探测器的电学和噪声特性,根据等效模型基于微测辐射热计电阻RD和读出电路MOS沟道宽度2个设计参数对噪声等效温差(NETD)进行了优化,优化数据表明:参数RD取值为2~11 kΩ,W取值为0.1~1.0μm时,得到的NETD值为0.133 4~0.188 5 K。     

红外凝视成像系统中的CDS噪声抑制技术

固定图案噪声是红外焦平面阵列的一种固有噪声,该噪声在低温场景尤其突出,影响了探测器的成像质量。基于探测器读出电路结构,理论分析了相关双取样电路（CDS）对焦平面阵列非均匀性的影响,并通过数据仿真给出了CDS噪声的空间和时间分布特征。针对CDS噪声特征,提出将迭代原理和黑体定标校正相结合的噪声滤波算法。实验结果表明,算法有效抑制了CDS电路噪声,提高了非均匀性校正的精度,具有较强的实用价值。     

红外成像导引头虚拟样机设计与仿真系统

虚拟样机技术是一种崭新的产品开发方法,它是一种基于产品的计算机仿真模型的数字化设计方法;利用虚拟样机可代替物理样机对产品进行创新设计、测试和评估;红外成像导引头涉及光、机、电、控制等多种技术专业范围,虚拟样机设计平台为红外成像导引头设计及仿真提供了虚拟样机环境,可以缩短导引头的开发周期,降低设计成本和风险;主要介绍了红外成像导引头虚拟样机设计与仿真系统的组成、功能,工作原理,并对基于虚拟样机设计与仿真系统的红外成像导引头研制流程进行了探讨;将虚拟样机设计与仿真系统应用于红外成像导引头的研制,可大大缩短其研制周期、降低研制成本.     

红外成像目标模拟靶系统的研究

根据目标和背景的红外特征,研究能够模拟目标和背景红外特征的红外成像目标模拟靶.选择模拟靶的加热元件阵列,根据元件阵列选择加热方式以及整个系统的控制系统,设计外围电路和相应的控制软件,研制完成红外成像目标模拟靶系统.将已有目标和背景的红外特征作为数据源,在模拟靶样机上仿真目标和背景,观测成像效果,最终在模拟靶样机上得到目标和背景红外图像的逼真再现.     

ETF算法在SAS成像处理中的应用研究

在传统ETF（Exact transfer function）成像算法的基础上，根据SAS（synthetic aperture sonar）应用中较为普遍的发射器和接收器收发分置的基本模型，该文详细推导得到了一种应用于SAS成像的改进的最优ETF算法，分析并推导得到了算法使用中应该满足的分块处理条件。由于该改进算法推导过程中聚焦函数的方位相位的计算不作近似截取而是做准确计算，使得该算法具有最优的相位精度。同时，分块处理条件的推导，为数据的并行运算提供了依据。该算法对数据分块进行并行处理，使得算法运算速度得到提高，有利于算法应用的快速实现。最后，该文使用点目标回波仿真数据对算法的效果进行了验证，成像结果证明了该改进算法的有效性。     

红外成像仿真建模方法研究

仿真建模是红外成像制导仿真技术研究的一个主要方面,它包括目标、海/天背景及各种干扰的红外特征模型的建立方法研究.目前常用的建模方法包括理论建模、计算机图像生成及实物图像变换建模等,相对而言,实物图像变换方法在实用性、复杂程度及生成图像有效性等方面具有优势,在实际工作中得到广泛的应用.     

Design and fabrication of a capacitive infrared detector with a floating electrode and thermally isolatable bimorph legs

A new capacitive infrared detector structure that incorporates one electrically floated top electrode that acts as an infrared absorber and two bottom electrodes is proposed and fabricated. The concept begins from an attempt to remove metal lines, the main heat transfer media in the thermal-type infrared detector, from the device's thermal insulation section. A thermal insulation section can be composed without metal lines and instead be solely comprised of an insulator having very low thermal conductivity compared to metals. Therefore, low thermal conductance can be easily achieved with small dimensions of thermal insulation section material. The floating electrode is electrically disconnected from the substrate. Instead, the capacitance change is read only using the two bottom electrodes, which are separated from the absorber and placed on the substrate. The position of the top electrode (infrared absorber) is changed through a bimorph actuation in accordance with the absorption of LWIR (8–12 μm) rays, with an absorptance of 70%. This approach provides an enlarged fill-factor (25%) compared with earlier devices, because the portion of the leg in the pixel area is reduced, whereas the portion of the absorber area is increased. With the small dimension of the thermal insulation section (0.2 × 2 × 10 μm³), thermal conductance of 1.27 × 10⁻⁷ W/K is achieved. In addition, the shortened leg lends the device a higher spring constant relative to the conventional devices, and therefore a higher signal reading voltage can be achieved, resulting in increased temperature responsivity. With the bimorph-type infrared detector's characteristics of low noise and high sensitivity, the proposed structure can achieve a low NETD value of 12.7 mK.     

牵引变电所红外热成像温度智能预警系统

针对在现场大面积温度分布场扫描和对局部缺陷定点测温的需要,研究利用红外热成像技术以远距离、非接触、实时、快速监测方式获取设备的运行状态信息,实现分辨率高、形象直观、不受电磁干扰,可以在不停电、不取样、不解体的状况下进行故障诊断分析。     

基于相关型图像传感器3维人脸成像的3维AAMs人脸识别方法的研究

主动外观模型是基于统计分析建立物体2维模型的有效方法,它融合了目标的形状和纹理信息。在基于相关型图像传感器3维人脸成像的基础上,提出了一种建立3维人脸模型的方法,该方法利用由相关型图像传感器得到的深度信息和与之对应的亮度信息将2维AAMs扩展为3维AAMs,融合人脸的形状,纹理和深度信息来构建3维人脸模型。人脸识别实验结果表明,该方法在不同人脸姿态,表情和光照条件下识别效果要优于Eigenface和2维AAMs。     

热释电红外传感器噪声特性分析

采用噪声电流电压的En -In 模型对热释电红外传感器的噪声特性进行了定性分析 ,给出了热释电红外传感器的输出噪声电压公式及其低噪声设计的一般方法     

热成像型森林火灾报警系统设计及其图像处理方法研究

本文介绍了一种新型的森林火灾监测系统,着重对其图像处理方法进行了研究。该系统采用红外成像技术、数字图像处理技术、无线通信技术、计算机控制技术对现场数据进行快速处理,具有很好的实时性,对森林火灾的预防与及时扑救起到了很重要作用。     

三维成像声纳图像后处理与可视化

针对基于线阵合成孔径技术的三维成像声纳缺乏有效后处理与可视化方法的问题,提出一个适用于三维成像声纳图像后处理与可视化方案。鉴于水体和地层2种介质具有不同的声学特性,使用组合算法分离水体和地层数据,利用基于边缘梯度均值约束的三维自适应区域生长算法分别对水底和地层目标进行检测,融合水体和地层数据,采用光线投射法进行三维实验数据的可视化。湖试和近海海试结果表明,该方案能够适应声成像中水体与地层的不同特点,有效检测目标,提高声纳图像的表现能力。     

磁悬浮轴承同步数据采集与实时处理系统

介绍了一种用于磁悬浮轴承实时控制的数据采集与处理系统，该系统采用数字信号处理器(DSP)作为主控单元．可对五路传感器信号实现高速采集，所采用的A／D转换器集成在DSP内部，其有很好的一致性，可以对两路信号实现精确的同步采样，对采集的数据进行控制运算后能实时D／A转换输出控制电压信号。系统控制软件采用JTAG接口下载到DSP的内部闪存。为了方便现场修改控制参数，设计了一个DSP和计算机的RS232C通讯接口。文中最后给出了应用实验结果。     

基于多线程技术的嵌入式三维数字成像系统

提出一种基于多线程技术的嵌入式三维数字成像DSP系统设计。该系统应用时间序列变频条纹数字投影原理,使用DSP/BIOS实时操作系统的配置工具实现多线程DSP应用软件,从而实现编码条纹投影、调制图像采集和相位解调的流水线处理过程,并且使用软件流水等方法对相位重建计算进行优化。实验表明,该DSP系统能实现快速的三维表面测量任务。     

面向医疗整容的三维人脸重建与编辑系统

针对医疗整容领域中客户在术前无法直观感受术后整容效果的问题,提出了面向医疗整容领域的三维人脸重建与编辑系统.该系统首先对用户上传的图片进行特征点标记,然后结合三维形变模型(3D morphable model,3DMM)对输入图像进行对齐,接着将处理后的图像输入预先训练好的三维人脸重建网络中,便可得到输入图像所对应的三维人脸模型.系统对此模型进行加载渲染后,用户可以对模型的脸颊、鼻梁和下巴进行编辑以达到模拟整容的效果,之后可对模型进行保存并查看诊断结果.最后,对重建效果、整形效果和诊断结果可靠性进行测试.实验结果表明,该系统对中青年人脸的重建效果好,重建模型与输入图片相似度高;对模型整形后的部位依然保持平滑自然,达到了模拟整容的效果;在给定正确的人脸尺寸后,诊断结果给出的整形建议在毫米级范围内,说明了整形结果具有较高的可靠性.