红外系统中渐晕的研究

热像仪观察的景物亮度或对比度通常很低,所以渐晕对热像仪性能的影响显得比较严重。文中对渐晕做了一些研究,并推导出了一个渐晕关于视场角、入瞳、入射窗以及两者之间距离的解析式。利用Ｉ类３２元热像仪系统的实际数据对该式进行仿真和线性分析,并根据仿真结果对输出图像进行补偿,以便消除渐晕的影响。理论和实验结果表明,对红外图像边缘区的渐晕补偿改善了图像的质量。     

反射式拼接CCD相机非均匀性定标与校正

依据实验室辐射定标实验,校正反射式拼接CCD相机由渐晕现象引起的图像非均匀性。通过分析反射式拼接CCD相机成像非均匀性产生机理,明确焦平面辐照度非均匀性是造成相机图像非均匀性的主要原因;分别进行"单片CCD辐照度响应度定标"和"整机均匀性定标"实验;依据定标结果所得出的入射辐射亮度和在该亮度下每个像元实际接收到的辐射照度之间的关系,设计校正算法,得出每个像元的渐晕校正因子,实现渐晕图像非均匀性校正。校正结果显示:在一定入射辐射亮度范围内,原始积分球定标渐晕图像的非均匀性大于16%,用校正因子校正后,输出图像非均匀性下降到1%以内。经过非均匀性定标和校正的相机用于外场成像也取得了符合工程需要的满意效果。     

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。     

基于高斯曲面拟合的影像渐晕复原方法

 本文根据影像发生渐晕时灰度分布的特点,提出了一种基于最速下降法的高斯曲面拟合方法,推导了Hesse矩阵的相关参数,较好地解决了不规则高斯曲面拟合的问题,获得了影像整体灰度变化情况,从而实现了影像渐晕现象的复原.仿真结果表明,上述方法能够有效估计出不规则高斯曲面(如渐晕图像灰度值)的相关参数.通过对实际影像的处理结果表明,本文方法能够有效去除影像的渐晕现象,改善图像质量.由于该方法不需要相关的光学和几何参数,因此具有广泛的适用性.     

基于退化模型的图像渐晕处理技术

针对反射镜拼接光学系统中的图像渐晕问题进行讨论,从几何光学角度分析了反射镜遮挡导致的部分光线无法在像面上成像出现的能量损失问题,对渐晕能量分布进行了定量分析。根据分析结果,提出了一种适合反射镜拼接渐晕的退化模型,采用最速下降法进行模型参数的求解,推导了Hesse矩阵的相关参数,较好地解决了不规则曲面拟合的问题,进而实现了拼接渐晕的处理。实验结果表明:文中方法能够有效地估计退化模型的相关参数,处理后图像的信噪比提高了至少15 dB,有效地去除了拼接带来的渐晕失真,且达到实时应用的要求,具有广泛的应用价值。     

LED显示屏相机采集过程中的渐晕补偿

LED显示屏在采集校正过程中由于相机自身的渐晕特性,无法准确得到每个发光像素亮度信息,导致显示屏经过校正后显示效果不好。为了解决这个问题,本文针对LED发光像素自身的亮度离散特性,提出了一种基于统计学原理的相机渐晕补偿算法。该方法首先通过高斯滤波消除高频混叠噪声,然后通过数据迭代的方式消除LED发光像素的亮度离散性,从而得到了光滑的相机渐晕曲面,最后通过对渐晕曲面取倒数的方法求出相机的渐晕补偿曲面并进行了实验验证。实验结果表明,该方法对相机渐晕进行补偿能够极大程度提高相机采集LED发光像素亮度信息的准确度,使校正后显示屏的任意发光像素的亮度差异由9%降低至0.86%。大大提高了LED显示屏校正后的显示均匀性。     

基于能量补偿的时域干扰抵消改善方法

针对时域干扰抵消方法产生的波束畸变和探测盲区问题，提出一种基于能量补偿的时域干扰抵消改善方法.该方法首先根据数据处理带宽和衰减曲线构造能量补偿因子；然后利用时域干扰抵消方法对线列阵拾取数据进行处理，得到相应波束；最后采用能量补偿因子对干扰抵消输出波束进行优化，可以减小波束畸变和探测盲区，达到预期的干扰抵消效果和探测效果.数值仿真和数据处理均表明，本文方法通过构造能量补偿因子改善了时域干扰抵消方法，降低了时域干扰抵消方法形成的"宽凹"或"凸"字型波束对目标探测性能的影响，实现了波束校正，减小了探测盲区，对原衰减区间内的目标实现了有效探测.从根本上解决了时域干扰抵消方法产生的波束畸变和探测盲区问题.     

红外热像仿真中光学系统渐晕效应模拟研究

渐晕效应是红外光学系统普遍存在的现象,对红外成像质量的影响比较大,因此要逼真生成通过光学系统的红外仿真图像离不开渐晕效应的准确模拟.系统地提出了红外光学系统渐晕效应的仿真思路,通过光线追迹的方法对红外光学系统渐晕效应产生机理进行分析,建立渐晕效应模型,然后结合基于图像像素处理的方法对该效应进行建模仿真,并给出了仿真结果.从实验结果看,该模型的渐晕效应仿真效果较理想,有助于提高红外图像生成的逼真度.     

红外探测器的漂移特性对测温精度的影响

介绍了基于黑体标定的目标表面温度测量系统的系统组成及测量原理,利用黑体对红外探测器标定得到表面温度的测量曲线.分析了红外探测器的漂移特性,拟合漂移曲线并对探测器的能量漂移进行补偿.对一个温度可控的面辐射源进行测温实验,比较漂移补偿前后的测温数据,补偿后的测温精度得到了明显的提高.     

基于包络补偿的对称三角线性调频连续波雷达多目标参数估计方法

多目标参数估计是对称三角线性调频连续波(STLFMCW)雷达运动目标检测中的一个难题.文章提出了一种利用包络走动现象来实现多目标参数估计的方法.首先建立了多目标的运动模型,通过分析目标的回波信号,推导得出了引起包络走动的误差因子;其次,通过正、负调频峰值配对得到了包含目标速度信息的速度矩阵,利用速度矩阵中的速度对回波信号进行包络补偿,并将补偿后的峰值进行重新配对,得到了模糊目标信息;最后通过剔除虚假目标,获得了准确的目标信息.仿真实验验证了所提方法的准确性和有效性.     

激光远场能量密度分布测试系统的实现

要设计了基于CCD成像法的激光远场能量密度测量系统,给出了CCD成像法测量远场激光能量密度分布的基本原理,并在特定条件下对激光能量测量模型进行简化.利用漫反射靶板将激光的能量分布信息采集至CCD相机,并在靶板的特征位置上安装能量探测器,依据激光能量模型,将激光光斑图像灰度信息与激光能量探头所测的实际能量值进行信息融合,...     

激光淬火过程实时检测系统的设计

为了研究激光淬火过程中工件加工质量,研制了一套新型激光淬火动态检测系统.采用CCD实时采集淬火过程红外热辐射图像数据,通过合理选择CCD型号,消除了检测过程中图像过饱和现象.计算机图像处理将彩色图像转换为灰度图像,并对灰度图像进行伪彩色处理和阈值分割处理,获得了加工过程中硬化带宽度数据,设计出实时检测软件系统.结果表明...     

基于CCD的炉膛辐射能测量方法研究

 提出了一种用CCD测量炉膛辐射能的方法和相应测量系统.分析了基于CCD的辐射能测量机理,建立了CCD摄像机输出电压与辐射能的测量模型.由于测量模型的复杂性和非线性会阻碍测量方法的实际应用,同时考虑BP神经网络具有逼近任意非线性函数的特性,因此提出了采用BP神经网络作为辐射能测量模型.试验表明:该测量方法是可行的,且测量方法具有较满意的测量精度.     

激光对CCD相机Binning模式下饱和干扰效果仿真研究

在分析CCD相机成像原理基础上,讨论了CCD相机Binning模式下成像特点和规律,建立了激光对CCD相机Binning模式下饱和干扰的理论模型,并与一般模式下CCD相机的激光干扰效果作了对比。开展了加窄带滤光片的CCD相机成像实验,在此基础上以一般模式下的实拍图像为基础,采用Matlab仿真验证了Binning模式下的图像增强效果,并加载人工激光光斑,获得了激光对CCD相机Binning模式饱和干扰的仿真结果,对激光对多光谱相机干扰机理和干扰评估研究具有一定参考作用。     

基于CCD的远场激光光斑测量系统开发与应用

针对被测激光器的特点,设计了基于CCD的远场激光光斑测量系统,通过设置CCD摄像机的控制参数,确保正确采集光斑图像,实现了图像的采集、显示、存储功能,并编写光斑图像分析软件,实现了光斑图像处理、参数计算、能量三维娃示等功能。     

CCD摄像机参数标定实验设计

CCD摄像机标定技术是视觉检测技术中的最基本内容,为有助于学生正确理解和掌握视觉检测技术,本文设计了CCD摄像机参数的标定实验。详细介绍了CCD摄像机透视成像模型、RAC标定方法以及标定点空间坐标和图像坐标的获取方法,结合标定软件讲述了标定的主要步骤。     

RGB激光干扰彩色CCD相机实验及分析

开展了RGB激光器及单色激光器对自动模式下的彩色CCD相机的外场干扰实验,理论分析及实验结果表明：较强激光照射将使CCD靶面上出现串音现象;较长时间的强激光照射可造成CCD像元的永久性损伤,并能使相机全靶面饱和;在相同实验条件下,RGB三色激光器比单色激光器更易获得全通道饱和干扰图像,单色激光器若要获得与RGB三色激光器类似的全通道干扰效果,其激光功率应为RGB激光器的10倍以上;相机拍摄背景的不同会给干扰带来很大影响,全色背景比单色背景更难获取良好的干扰效果。     

三维彩色扫描测量技术

采用线结构激光和一个彩色ＣＣＤ摄像机构成三维彩色扫描系统,彩色ＣＣＤ摄像机分两次对物体成像,首先摄取物体的彩色图片,然后利用滤光镜摄取激光光平面上物体的三维信息。最后采用彩色贴图技术将两次获取的信息重叠,便可得到物体的三维彩色信息。提出了激光光平面方程式三维测量方法,建立了相应的数学模型。进行了实验研究,给出了实验结果。     

基于平行光管的CCD相机标定新方法

阐述了一种由二维精密转台、平行光管和CCD相机构成的光学实验室相机标定的方法.首先通过Hough变换和最小二乘模板匹配方法得到平行光管十字丝钣孔在CCD相机焦平面上的成像交叉点的位置,然后根据相机畸变模型,由最小二乘回归解算出内方位元素和畸变参数,实验证明该方法标定结果满足空三处理和测图精度的要求.     

三维彩色逆向工程

采用线结构激光和彩色CCD摄像机构成三维彩色扫描系统,彩色CCD摄像机分2次对物体成像,首先摄取物体的彩色图片,然后利用滤光镜摄取激光光面平上物体的三维信息,最后采用彩色贴图技术将两次获取的信息重叠,便可得到物体的三维彩色信息。本文提出了激光光平面方程式三维测量方法,建立了相应的数学模型,进行了实验研究,给出了实验结果。