MOS电阻阵红外目标模拟器图像帧频测试方法

基于MOS（Metal-Oxide-Semiconductor）电阻阵列的红外成像目标模拟器是红外成像制导武器半实物仿真系统的重要组成部分之一,用于模拟红外目标/干扰动态场景。输出动态图像的帧频反映了所模拟动态场景快速性,是评价红外成像目标模拟器图像变化快慢程度的一项技术指标。首先,介绍了MOS电阻阵红外成像目标模拟器的基本组成与工作原理,讨论了半实物仿真系统中对模拟红外辐射图像帧频的测试需求;然后,提出了一种MOS电阻阵红外成像目标模拟器图像帧频的测试方法,搭建了图像帧频测试平台;最后,对256×256元MOS电阻阵红外成像目标模拟器输出的图像帧频进行了测试,并给出测试结果。结论：该测试方法能为MOS电阻阵红外成像目标模拟器的研制、性能测试和应用提供一定的依据,可推广应用于其它类型红外成像目标模拟器的图像帧频测试中。     

Vega中的传感器模块在红外成像仿真中的应用

针对红外成像制导系统仿真对红外场景的需求,提出一种基于Vega中传感器模块的红外成像仿真的方法。介绍红外成像仿真的原理及研究现状,阐述传感器模块的特点和功用。给出了红外图像实时生成系统的组成及工作流程,较为详细地阐述了红外成像仿真的流程,重点阐述了红外传感器仿真模块、传感器视效模拟模块在红外成像仿真中的应用并给出了仿真结果。实验证明,该方法能够满足实际任务对图像仿真逼真度和实时性的要求。     

基于MLX90620的低成本红外热成像系统设计

开发了一种基于非制冷红外焦平面阵列的红外热成像系统.为降低成本,系统选用具有16 pixel ×4 pixel输出像素的红外焦平面阵列探测器MLX90620进行红外辐射强度探测.为获得高分辨率、高质量的红外图像,提出一种将多项式插值与双线性插值相结合的算法,先利用多项式插值提升热像分辨率至64 pixel×16 pixel,再通过双线性插值算法扩充分辨率至256 pixel ×64 pixel,对人体进行热成像实验表明:该算法在提高图像分辨率的同时,保留了更多的细节信息.     

基于PCI总线的红外探测器图像数据采集系统设计与实现

红外成像探测系统在调测过程中,通常需要完成探测系统输出图像和辅助信息的采集、保存和分析;根据红外成像探测系统输出信息的特点,文章介绍了基于PCI总线技术的红外探测器图像数据采集系统的软硬件设计方法和实现方案,解决了多种分辨率红外图像的实时数据采集、显示和储存问题;系统通过接受320*256以及640*512分辨率的图像进行测试;经过测试表明:通过使用DMA方式,PCI总线读取速率达到了49.0MByte/s,可以准确无误地对多种分辨率红外图像和辅助信息进行高速实时采集,满足测试系统的使用需求,为红外成像探测系统的调测提供了坚实的基础。     

注入式红外成像仿真系统设计

根据红外成像系统的仿真试验需求,设计并实现了一套128像素×128像素的注入式红外成像仿真系统。详细介绍了注入式红外成像仿真系统的设计方案,论述了硬件系统的关键技术和实现方法,介绍了软件实现方案和系统调试方法。试验测试结果表明,模拟图像的帧频达到100 Hz,单元像素的灰度分辨率为16-bit,精度达14-bit。经实际使用表明此系统满足设计指标要求。     

基于Canny边缘SURF特征的红外与可见光图像配准算法

利用多源传感器之间获取信息的互补性,克服单传感器的缺陷,从而提高系统整体性能指标的思想已经在军事、医疗、卫星等领域获得了广泛的应用。可见光和红外图像相融合也能提高视觉应用场景中对目标的探测能力,降低目标警报的虚警率和漏警率,提升准确率和工作效益。对于红外与可见光图像配准过程中受不同传感器图像成像原理不同,成像结果图像灰度差异大、特征难以匹配的问题,可以利用红外和可见光图像的共有特征即边缘轮廓特征,采用Canny边缘提取算法提取出图像最基本、稳定的特征,然后在边缘图中使用SURF特征检测算法进行特征点提取与匹配,最后采用RANSAC进行精准匹配。由于边缘在红外和可见光图像中都是比较稳定的特征,而且在边缘轮廓图中进行特征提取将极大减少计算量和提高匹配率,因而最终能够获得较为准确的红外、可见光图像的变换关系。     

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。     

烟幕干扰效能外场试验的验证方法研究

在典型环境条件下的烟幕外场试验中,利用多波段成像传感器对野外施放烟幕条件下的运动目标进行测量,得到烟幕透过率、消光效果,利用成像跟踪器的实时跟踪误差确定指定类型烟幕的干扰效能;在试验中烟幕采用某型发烟源施放,成像探测波段包括可见光、红外长波和红外中波,透过率绝对值测量使用激光器和功率计探测;通过试验得到跟踪窗口为320～240,帧频为25Hz的动态烟幕条件下目标30 s跟踪图像及其脱靶量变化数据;根据对得到的试验结果进行分析归纳,为该类型的烟幕使用以及成像跟踪对烟幕干扰的对抗提供了可靠的依据.     

基于压缩传感的超分辨率红外成像研究

为解决红外图像系统复杂度与成像分辨率之间的矛盾,采用压缩传感(compressive sensing,CS)理论对红外成像系统进行研究.通过对原始红外图像进行稀疏化,构造基于高斯随机噪声的测量矩阵,实现对目标的压缩感知,以较少数目的测量信号表示目标,获取目标的稀疏表达,基于对目标的稀疏表达,构造基于正交匹配追踪的重构算法对目标信号进行重构,实现以较少的测量信号构造较高分辨率的图像.在几种典型红外目标图像上的分析表明,压缩传感理论可实现对目标的超分辨率成像,以较低分辨率的传感器获得较高分辨率的目标信息,重构出的目标红外图像与相应高分辨率传感器所获得的图像之间误差较低.     

红外成像制导半实物仿真目标图像生成技术

为实现半实物仿真中红外成像目标的模拟,依托红外动态景象模拟器,进行了成像目标的建模与仿真研究.基于当前主流战机及其红外干扰弹的调研数据,,建立了典型目标的三维模型和辐射模型,根据目标飞行数据求解干扰运动轨迹,生成图像序列以驱动成像系统完成成像目标的仿真.经工程应用证明,该仿真模型逼真可靠,提高了红外成像制导控制系统研究的验证水平.     

天基红外云层背景的仿真研究

云层背景是红外仿真成像中重要的一部分,论文通过分析云层的基本特性、红外特性,结合云层自身辐射、反射辐射、散射辐射,然后基于卫星云图,对图像的像素点进行处理,根据白天、夜晚等不同情况仿真得到红外云层图像.仿真结果显示,仿真图像整体上达到了红外云图的效果.     

仿真图像作为模板的遥感影像小目标检测方法

随着传感器技术和航空遥感技术的不断进步,遥感影像的质量和数量也得到了极大的提高,而遥感影像中的目标检测是理解和分析遥感影像所面临的一个基本问题。针对神经网络在遥感影像小目标检测任务中难以提取足够多的有效特征、遥感小目标易受云雾遮挡等问题,提出了一种基于仿真图像模板匹配的方法,通过特征融合的方式成功地将该方法应用于遥感影像小目标检测任务。成像仿真技术生成的仿真图像包含了更多的遥感小目标特征,如几何形状、材质等。在与深度学习结合之后,更多的特征可以提升神经网络检测遥感影像小目标的准确率。实验结果表明将基于仿真图像的模板匹配方法应用于深度学习之后,对于遥感影像小目标检测取得了较好的效果,尤其是针对受到云雾等天气干扰的小目标。     

天空地一体化热红外遥感图像仿真算法研究

遥感图像仿真对航天传感器前期技术论证以及遥感应用模型算法开发起到了重要作用。针对国内外热红外对地观测计划蓬勃发展的同时对热红外遥感模拟图像提出了迫切需求,提出了天空地一体化热红外遥感图像仿真算法。采用集地面场景模拟、大气辐射模拟、遥感器模拟于一体的全链路热红外遥感图像仿真模拟方法,实现了星载推扫式热红外遥感图像仿真;设计并开发了天地一体化热红外遥感图像仿真系统,同时对模拟出的热红外遥感图像进行了几何和辐射方面的评价和分析。实验效果表明,该算法可为热红外遥感器的性能评价与数据预处理算法预研究提供强大模拟数据支撑。     

红外成像导引头抗干扰性能评估仿真研究

针对日益复杂的战场对抗环境,导引头抗干扰能力已成为非常重要的指标,红外成像制导武器因具有高命中率、高效费比及强抗干扰能力而广泛应用。随着红外成像导引头识别跟踪算法的蓬勃发展,红外成像导引头的抗干扰能力已经不能简单以武器打击精度为单一的评估手段,文中提出了一种基于目标识别、图像特征、跟踪精度的红外成像导引头抗干扰能力评估体系,通过构建仿真对抗场景,对红外成像导引头抗干扰性能进行仿真,仿真结果验证了该方法的合理性和有效性。     

基于图像融合的电容成像

为提高电容层析成像系统重建图像质量,提出基于图像融合的电容成像方法.通过电磁场有限元仿真软件COMSOL构建ECT传感器模型进行仿真研究,分别通过共轭梯度算法和奇异值分解算法重建图像,运用基于小波变换的图像融合方法对图像进行处理.仿真及实验结果表明该方法有效改进了ECT图像质量.     

一种新的光学遥感器优化设计方法

针对高分辨率空间光学遥感器,既要实现轻小型化,又要获得高品质遥感图像的要求,本文提出一种基于成像链路仿真的遥感器优化设计方法。文章以MTF和噪声模型为基础分析成像链路中的各个环节对成像质量的影响,同时考虑末端图像复原处理,构建成像链路仿真模型,通过遥感器指标评价和仿真图像质量评价来优化遥感器的总体指标,从而在保证成像质量的同时降低遥感器研制难度。实验验证了优化设计方法的可行性和优势。