红外地球敏感器的光谱波段对设计红外带通滤光片的影响

本文从卫星用红外带通滤光片的膜系设计出发，分析了地球敏感器的不同光谱波段（工作波段）对锗基片和碲化铅镀膜材料的吸收和透射率的影响，以及对滤光片膜系的等效折射率和反射损失的影响，给出了设计结果，提出了卫星用地球敏感器的最佳光谱波段。     

基于量子光学的红外成像光照模型

现有的大多数光照明模型都是基于可见光波段的，它们无法模拟物体在红外波段的成像。该文提出了一种新的基于量子光学的红外成像光照明模型，该模型在传统光照明模型的基础上加了一项物体本身的量子辐射项E(ε0,T,λ1,λ2）其中λ1，λ2为探测器的两端波长，ε0为物体表面的发射率，T为物体的绝对温度。该模型同时适用于红外波段和可见光波段成像。当接收波段在可见光域且场景中物体的表面温度较低时，该模型回归为传统的光照明模型。该模型还能模拟传统光照明模型所不能模拟的现象，如钢铁在熔化过程中显示出来的不同颜色。文中最后绘制了几个不同场景下真实感较强的可见光和红外图像。     

红外传感器模型的成像仿真效果分析

红外传感器的建模仿真是信号注入式仿真性能评估中的关键环节。通过分析红外成像系统的工作过程,提出了一种由调制传递函数（MTF）法、基于图像像素处理法以及光线追迹法相结合的红外传感器建模方法;为了定性地对所建立的红外传感器模型进行评估和分析,需要对仿真后的红外图像进行分析和评价,提出了由一、二维直方图和图像傅立叶频谱分析相结合的分析方法,并结合仿真试验结果进行了成像仿真效果分析,验证了模型的可行性,避免了单一分析方法只能评价部分效应成像效果的缺陷。     

红外相机CASCAM的电动系统设计

介绍了红外相机CASCAM的电动系统设计。系统采用AT90S8515单片机和TA8435集成芯片组成驱动电路的核心,通过电机选择电路和位置反馈电路实现对步进电机的选择驱动和定位、复位。系统采用MAXIM232芯片实现单片机和上位机之间的串行通讯。系统软件以汇编语言编制,并给出了系统程序框图。经实验验证,该系统运行可靠,达到了设计要求。     

红外地球敏感器用高截止度新型红外滤光片的设计研究

高截止度是新型红外滤光片是三轴稳定卫星红外地球敏感器的关键件之一。文章介绍了用等效折射率概念设计这种滤光片的方法，讨论并给出了膜系设计和研制的结果，简介了镀膜的工艺技术，并与国内外同类滤光片的光学特性进行了比较，试验表明新型红外滤光片的膜系设计是成功的。     

基于事件相机的合成孔径成像

合成孔径成像(Synthetic aperture imaging, SAI)通过多角度获取目标信息来等效大孔径和小景深相机成像. 因此, 该技术可以虚化遮挡物, 实现对被遮挡目标的成像. 然而, 在密集遮挡和极端光照条件下, 由于遮挡物的密集干扰和相机本身较低的动态范围, 基于传统相机的合成孔径成像(SAI with conventional cameras, SAI-C)无法有效地对被遮挡目标进行成像. 利用事件相机低延时、高动态的特性, 本文提出基于事件相机的合成孔径成像方法. 事件相机产生异步事件数据, 具有极低的延时, 能够以连续视角观测场景, 从而消除密集干扰的影响. 而事件相机的高动态范围使其能够有效处理极端光照条件下的成像问题. 通过分析场景亮度变化与事件相机输出的事件点之间的关系, 从对焦后事件点重建出被遮挡目标, 实现基于事件相机的合成孔径成像. 实验结果表明, 所提出方法与传统方法相比, 在密集遮挡条件下重建图像的对比度、清晰度、峰值信噪比(Peak signal-to-noise ratio, PSNR)和结构相似性(Structural similarity index measure, SSIM)指数均有较大提升. 同时, 在极端光照条件下, 所提出方法能有效解决过曝/欠曝问题, 重建出清晰的被遮挡目标图像.     

一种扩展小孔成像模型的鱼眼相机矫正与标定方法

鱼眼相机由于其超宽的视场范围（Field of view,FOV）（可以达到180°以上）,得到越来越广泛的应用. 常规的基于小孔成像模型的相机矫正与标定算法在超宽视场的鱼眼成像系统中已经不太适用,为了兼顾小孔模型的特点,本文提出了一种扩展小孔成像模型的鱼眼相机矫正与标定方法. 此方法是对小孔成像模型的进一步拓展,不仅具备小孔模型实现简单、适合人眼视觉效果以及相机标定方便等优点,同时将小孔成像模型适用的视场范围扩展到超宽视场领域. 其基本思路是：在利用小孔成像模型对鱼眼相机90°左右视场范围进行矫正与标定的基础上,使用非等间距的点阵模板,并结合直线拟合以及自然邻点插值算法,扩展小孔模型适用的视场范围. 本文使用鱼眼相机从不同的角度拍摄多幅模板图,完成鱼眼相机的矫正与标定. 通过求取的小孔成像模型参数实现相机的标定;对鱼眼相机拍摄的实际场景图进行畸变矫正测试,结果表明此方法能够很好地矫正鱼眼相机存在的畸变,得到符合人眼视觉效果的矫正图;单幅矫正图视场范围达到130°,结合不同角度拍摄的多幅模板图,可把矫正的视场范围扩展到180°.     

基于改进SVM的红外成像目标识别模型构建及仿真

针对当前红外成像目标识别模型识别准确率低的问题,提出基于改进SVM的红外成像目标识别方法。对红外成像进行热辐射先验增强后,分别采用EMC和LGS方法对进行图像局部、全局特征增强;之后构建显著性增强模型,并通过随机游走法实现目标显著性增强;最后基于改进SVM算法进行红外成像目标识别仿真实验。实验结果表明,提出的显著性目标检测方法准确率召回率比达到0.8,对比于其他算法高出了0.6,平均误差仅为0.14,均低于其他算法。成本代价为0.95时,本分类器的分类器错误率降到最低值,目标识别准确率高达93.27%,由此说明本分类器可实现红外成像的目标准确识别和分类。     

基于嵌入式技术的便携式红外相机的设计

为了提高实验型红外相机的灵活性和独立性,基于嵌入式技术设计了便携式红外相机,其拥有自己的微处理器、存储设备、显示设备和输入设备,可以脱离电脑的辅助独立运行。采用FPGA产生红外探测器和A/D转换器的时序。移植了Linux操作系统的ARM9微处理器,从现场可编程门阵列接收图像数据,在液晶显示器上显示图像,将图像数据存储到SD卡中。触摸屏作为输入设备用于接收用户的控制命令。     

基于成像传感器特征的相机分类器设计

在对现有成像设备源辨识算法分析研究的基础上,提出一种利用成像传感器特征进行相机源辨识的鲁棒性方法.基于模式分类的原理,首先分析数码相机成像的特点,提取传感器噪声信息的统计特征,设计一种鲁棒的分类器来确定相机的品牌/型号.所提取的图像特征包括图像去噪差值和小波域分析.结果表明:所设计的分类器可以有效地正确辨识相机品牌/型...     

TDI-CCD相机动态成像的速度同步控制研究

在介绍时间延迟积分电荷耦合器件(TD I-CCD)的结构与工作原理基础上,通过像移调制传递函数(MTF)分析了TD I-CCD行扫速率与运动像不同步时对相机成像质量的影响。理论和实验仿真表明:在奈奎斯特频率范围内,只要将TD I-CCD推扫成像过程中的同步误差控制在一定的范围内,就可以明显地减少像移对成像质量的影响,最后,给出了2种简便和实用的同步控制方法。     

基于成像传感器特征的相机源识别

基于模式分类的方法,提出一种利用成像传感器特征进行相机源辨识的鲁棒性方法。分析数码相机成像的特点,提取传感器噪声信息的统计特征,设计一个鲁棒的分类器来确定相机的品牌/型号。所提取的图像特征包括图像去噪差值、小波域子带统计矩以及通道颜色特征。实验结果表明所设计的算法不仅可以有效地正确辨识相机品牌/型号,还具有良好的鲁棒性。     

基于VC++的红外相机串口通信软件设计

为了通过串口发送命令以控制红外相机,使其完成非均匀性校正、坏点替换以及积分时间、帧频的参数设置等各项任务,对控制软件的设计方法进行了研究。在VisualC 6.0平台下,通过调用PComm函数完成对串口的初始化、打开、关闭等操作;通过构造命令处理函数库,完成对串口的数据读写和显示。设计的软件经实验装置调试、检验,可靠性强,可以满足设备实时控制的要求。     

基于红外成像的智能诊断系统设计

本文介绍了红外热成像技术和神经网络的基本概念,详细介绍红外热成像和神经网络诊断印制电路板故障系统的硬件和软件设计。通过对温度明显改变的部件温度增量差进行神经网络分析的故障识别,减少了定位故障元器件的时间和测试程序集的复杂度。     

红外成像目标模拟器方位系统的

红外成像目标模拟器方位系统是一参数快时变系统,针对该系统的具体情况,提出了一种对偶自校正PID控制器.在每一自适应步,通过谱分解得到最优PID参数,然后基于双重指标进行对偶校正,得到一种既保持对偶效应,又十分简单易行的对偶自校正PID控制器,成功地消除了传统自适应控制系统的"关断”、"终止”和"猝发”等现象,收到了良好的控制效果.该控制器适于参数随机变化或快时变系统.     

虚拟红外成像器件的模拟输出电路设计

虚拟红外成像器件是能输出红外图像数据源的器件,在调试图像采集系统的硬件和软件时能替代非制冷红外焦平面阵列。虚拟成像器件的输出具有很好的线性度和精度,可作为图像采集电路的标定器件。文设计了虚拟红外成像器件的模拟输出电路,根据UL03401性能参数,设计了信号调理电路,通过在FPGA上使用ROM中查表方式校正模拟端口输出误差,在实际应用中表现了良好的精确性。     

相机标定关键设备对标定精度的影响分析

相机和标定板是相机标定过程中的关键设备,针对二者对相机标定精度影响的问题,进行了一系列分组对比标定实验。首先,制作了棋盘格尺寸大小不等的A2、A3、A4 3块平面标定板,选择不同类型的4款数码相机,分组采集了240张棋盘格标定板图像;然后,依据相机针孔模型原理,采用MATLAB相机标定工具进行了相机的标定实验。研究结果表明:对于任一相机,使用棋盘格尺寸大小不等的标定板,相机的标定精度差别很大,其中A3标定板对分辨率最小的CCD相机标定精度最优,重投影横纵坐标误差的平均值均小于0.1像素。实验结果对计算机视觉研究中相机和标定板的选择具有参考价值。     

基于CCD摄像头的航空相机最佳成像位置定位系统

航空相机用来获得地面图像信息,是圆满完成侦察任务的重要的前提条件。提出了一种定位航空相机最佳成像位置的系统,论述了系统的工作原理、硬件组成。该系统采用光学准直系统产生定位信息,利用CCD摄像头作光电转换器件接收图像,采用最小二乘法处理数据,由测控系统控制摄像头轴向的精确平移,根据采集的图像尺寸定位相机的最佳成像位置,利用实际成像面与最佳成像位置之间的距离判断是否离焦。通过对多部航空相机进行测试,是否离焦的判断与试飞结果完全相同。     

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.