光电子技术

0622847红外准动态图像平台的设计和实现[刊,中]/钟文辉//激光与红外．—2006,36(6)．—459-462(G)介绍了一种用于红外焦平面成像仪参数客观测量的红外准静态图像采集和处理平台的设计与实现。该平台可从动态视频流中以任意格式抽取出任意一帧的数据,用CPLD和DSP自动对其进行处理及分析,并把图像数据通过USB2．0高速总线传回PC,进行保存、显示及检验平台处理的结果。该平台再配合外围探测器和其它器件可方便地对红外热像仪各项参数(NETD、MRTD、MTF)进行客观测量。参7 0622848热透镜谐振腔参数对指向精度的影响[刊,中]/路鑫超//激光与红外．—2006,36(6)．—448-451(G)从谐振腔理论出发,论证了谐振腔参数与谐振腔灵敏度对热透镜谐振腔指向精度的影响,计算了经过优化后的热透镜谐振腔参数,并通过实验测量了不同谐振腔参数下输出激光的指向精度。实验结果表明,优化后的热透镜谐振腔具有较高的指向精度。参6     

基于DSP6455实时红外图像处理仿真平台设计

针对实际红外图像处理系统项目系统复杂、算法调试周期长的问题,考虑系统处理性能和实时性,设计了一种基于DSP6455,采用千兆以太网和RapidIO硬件接口的红外图像处理仿真平台。该平台解决了单纯用PC机仿真实时性差的问题,可以使DSP开发人员更早的进行算法仿真验证,同时可以弥补DSP开发环境下对图像数据分析能力不足的问题。红外单帧检测算法在该平台上实现,验证了该仿真平台的实时性。     

一种MRTD、MDTD客观测量方法的理论探讨

针对测量红外静态参数 MRTD、MDTD的主观方法 ,提出了一种基于人工神经网络( ANN)的客观测量方法 ,即以计算机对红外图像的自动智能客观判断来代替人眼的主观判断 ;对客观测量方法的关键点、技术实现及测试过程进行了讨论。     

基于图像的红外镜头焦距快速检测方法研究

如何准确检测镜头的焦距是红外镜头参数检测的一项重要研究内容。本文提出了一种基于刀口靶图像的焦距快速检测方法。该方法先采集红外镜头聚焦状态下的刀口靶图像,再进行刀口靶图像的二值化处理;通过提取目标的边缘轮廓,获得最小外接矩形的顶点坐标信息,从而估算出红外镜头对应焦距。实验结果证实:该检测方法可快速、准确地测量出镜头的焦距,且测量的平均绝对误差百分比小于1.48。该方法为红外镜头重要参数的快速检测奠定基础。     

激光熔覆成形中熔池表面温度场的检测与研究

针对激光熔覆成形中熔池表面温度场难以测量的问题,搭建了彩色CCD同轴测温系统。通过优化实验参数,该测温平台可获得清晰、稳定的熔池表面图像,对所拍图像进行处理和计算,可以得到熔池表面的温度场。为了验证得到的温度场是否准确,搭建了红外测温系统,通过对熔池表面不同区域进行测温,得到了与CCD测量结果基本吻合的熔池表面温度分布。两种不同的测温方式得到一致的温度场,说明此测温平台是实用、可靠的,为通过实时检测熔池表面温度进而控制熔覆成形系统打下基础。     

用于场景仿真的红外成像模型及其有效性分析

结合辐射传输定律,对计算机图形学中常用的光照模型进行了一系列改进,得到了简化的可用于场景仿真的红外成像计算模型.具体改进如下:1)增加了几何体表面的温度分布和材料参数;2)在模型中引入了自发辐射项和探测器特性参数.采用光线跟踪方法构建了以该模型为基础的红外场景成像模拟仿真系统,可生成任意观察视角的3D场景红外图像.对三个典型场景进行了红外成像计算,用中波红外探测器采集到的红外图像进行对比.主观比较可看出该计算模型生成的图像与实采图像在基本特征上是相似的,验证了该模型的有效性.定量比较也说明模拟图像与实际图像在主要特征上相符,但绝对亮度上存在较大差异,分析了原因,并提出了改进方向.     

一种自适应红外图像增强处理的FPGA实现

本文介绍了一种自适应平台直方图算法对红外图像增强处理及该算法在FPGA器件上的实现.该方法是根据图像的直方图,自适应地选择平台阈值,实现自适应平台直方图均衡化,增强了目标的对比度.在FPGA上实现了该算法,对红外图像进行了增强处理,使红外图像的清晰度得到极大的提高,目标灰度级得到扩展,抑制噪声,并且利于将目标与背景区别开来.     

单平台多传感器探测中数据融合器的研究

讨论了单平台多传感器探测中，数据融合处理算法及其实现方法。利用数据压缩法和多传感器概率数据关联法，对雷达，电视，激光和红外探测器的测量数据进行融合处理，仿真实验结果表明：7个传感器融合后，可提高目标运动参数预测数据的精度，为伺服系统提供更准确的控制参数。     

远程红外高温测试系统的设计

为了能实时测量高温场的温度分布及图像,提出了基于红外探测技术、光电转换技术的高温测试系统的总体设计方法,完成了硬件的选型与设计及系统处理与控制软件的开发.系统采集到的高温温度场的图像数据经过串行网络信号转换器、光端机的转换,实现了温度场数据的远程传输及处理;图像数据处理计算机控制指令通过光端机对图像采集单元的参数及运行进行控制.本测试系统最后被成功应用于某型试验,远程取得了温度场的瞬时温度分布.实验结果验证了红外高温测试系统的有效性与实用性.     

多波段红外目标跟踪与辐射特性测量系统

介绍了一种对动态目标进行红外成像跟踪与辐射特性测量的系统。该系统采用大口径红外成像镜头,图像信号经放大、A／D转换和图像非均匀性校正,输出与目标辐射量成正比关系的数字图像信号。红外成像跟踪采用FPGA结合软件处理方法实现对目标的实时自动识别,进行形心、边缘与相关跟踪的计算。红外辐射特性测量采用基于PCI总线的高速图像采集板进行实时图像采集与显示。红外定标建立输出信号和标准黑体绝对辐射量的关系曲线,将原始的图像灰度数据换算为辐射通量密度。经外场试验证明该系统稳定可靠。     

3级架构多媒体共享平台的设计及实现

提出了一种3级架构多媒体共享平台系统设计与实现方法。视频多媒体共享平台将是公安或民用系统的通用工作平台。设计与实现一个具有灵活的视音频处理和提取、实现快速查询、提供及时的信息获取、实现按需分配的信息传送、智能化的信息处理和运用、供多级用户共同访问的安全的信息平台。重点介绍了系统的主要技术指标、硬件构成和软件功能组成,研究了系统软件部分所涉及的视频采集压缩、数字视频压缩编码标准、流媒体管理、数据传输以及数据存储等技术。该系统已应用于广场视频监控。     

基于图像分割和平台直方图均衡的红外图像增强算法

针对原始红外图像模糊、对比度低的特点,提出了一种基于图像分割的平台直方图均衡算法。首先采取实时阈值提取方法选取阈值,将图像目标灰度与背景灰度分开;然后利用对数、指数结合的非线性变换抑制背景区域,扩展目标区域的动态范围;最后利用改进的双平台直方图均衡算法处理非线性变换后的灰度图像。实验结果表明:该方法有效地增强了原始红外图像,提高图像对比度的同时很好地保留了图像的细节和边缘信息,且避免了过亮现象,视觉效果得到改善。     

ASAR-antenna synthetic aperture radar imaging

The antenna synthetic aperture radar (ASAR) imaging concept is introduced. We present the ASAR imaging algorithm to pinpoint the locations of secondary scattering off a platform from antenna radiation data. It is shown that a three-dimensional (3-D) ASAR image of the platform can be formed by inverse Fourier transforming the multifrequency, multiaspect far-field radiation data from an antenna mounted on the platform. This concept is demonstrated using the computed radiation data from the code Apatch, which employs the shooting and bouncing ray (SBR) technique. Furthermore, we develop a fast ASAR algorithm specially tailored for the SBR approach. By taking advantage of the ray tracing information within the SBR engine, we demonstrate that the fast approach can result in the same quality of image as the frequency-aspect algorithm at only a fraction of the computation time     

嵌入式平台下双路图像的采集与传输

将嵌入式和Linux相结合,设计并实现了一套双路图像的采集与传输系统.该系统以CM-T3530核心板为硬件核心,首先根据系统要求编译并安装Linux嵌入式操作系统,并利用视频接口V4L2实现红外图像和彩色图像的双路采集.然后举例说明如何在核心板上利用有效的进程通信方式将两路图像的优势结合,最后将处理过的图像信息利用套接口传输到远程计算机上显示.该系统是小型无人机自主导航与控制的视觉导航以及以无人机为平台的灾害检测的基础,有很好的应用前景.     

云计算与区块链平台的遥感影像安全检索方案

遥感影像外包到半可信的云平台进行存储和检索时,可能导致影像数据的泄露和返回不完整的检索结果。加密可以保护影像数据的安全,但无法保证云平台提供真实、完整的存储和检索服务。区块链技术能有效保证存储和检索服务的真实性和完整性,但区块链的计算和存储能力有限,如何实现遥感影像的安全存储和检索仍是一个具有挑战性的问题。该文提出一种结合云平台和区块链的遥感影像安全检索方法,将影像哈希等轻量级数据存储于区块链,云平台存储海量加密影像数据,确保云存储影像的真实性;区块链执行基于遥感影像属性的检索,在此基础上由云平台执行复杂度较高的基于内容的安全检索,保证了检索结果的完整性;利用区块链技术设计遥感影像检索交易机制。实验表明方案可以实现安全、真实、完整和高效的遥感影像检索,并构建一个双方信任的公平交易环境。     

基于ADSP-TS201的嵌入式图像处理平台

针对目前图像处理中的大计算量、高实时性要求的特点,选用ADI公司的具有600MHz核处理速度的ADSP-TS201作为主处理芯片,设计了集图像采集、预处理、图像传输和图像检测为一体的嵌入式图像处理平台。以Matlab算法仿真为基础,在该硬件平台上实现了某特定目标的图像特征的提取及目标检测。给出了相应的实验结果,验证了硬件设计的可靠性和算法的正确性。     

基于Google Earth Engine的海量舰船目标SAR图像处理应用研究

传统基于单机的合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)图像舰船目标检测需要在本地计算机上进行数据下载、处理和分析,这极大受限于本地计算机的性能,只能对少量SAR图像进行检测。本文利用Google Earth Engine(GEE)遥感云计算平台的海量数据存储和强大运算能力,通过在云端部署SAR卫星数据、模型算法和计算机算力,在GEE平台上进行了大范围海域的海量舰船目标SAR图像处理应用研究,实现了舰船目标检测同时还可以获取舰船目标信息、统计舰船目标数量、批量下载目标检测结果图像等。通过在Sentinel-1 SAR数据上进行相关实验,结果表明本文研究可在线对海量SAR数据进行实时、高效、快速地处理,对海上舰船监视具有较高的实际应用价值。      

基于EDMA的FPGA与DSP图像传输的设计与实现

设计了在FPGA与DSP之间进行图像数据传输的硬件结构,介绍了EDMA的工作原理、传输参数配置和EDMA的传输流程。在开发的实验平台上实现了这一传输过程。借助TI公司的DSP调试平台CCS把接收到的图像数据恢复成图像,验证了传输过程的正确性和稳定性。     

Underwater imaging with a moving acoustic lens

The acoustic lens is a high-resolution, forward-looking sonar for three dimensional (3-D) underwater imaging. We discuss processing the lens data for recreating and visualizing the scene. Acoustical imaging, compared to optical imaging, is sparse and low resolution. To achieve higher resolution, we obtain a denser sample by mounting the lens on a moving platform and passing over the scene. This introduces the problem of data fusion from multiple overlapping views for scene formation, which we discuss. We also discuss the improvements in object reconstruction by combining data from several passes over an object. We present algorithms for pass registration and show that this process can be done with enough accuracy to improve the image and provide greater detail about the object. The results of in-water experiments show the degree to which size and shape can be obtained under (nearly) ideal conditions.     

Multiscale-patient-specific artery and atherogenesis models

In this work, we present a platform for the development of multiscale patient-specific artery and atherogenesis models. The platform, called ARTool, integrates technologies of 3-D image reconstruction from various image modalities, blood flow and biological models of mass transfer, plaque characterization, and plaque growth. Patient images are acquired for the development of the 3-D model of the patient specific arteries. Then, blood flow is modeled within the arterial models for the calculation of the wall shear stress distribution (WSS). WSS is combined with other patient-specific parameters for the development of the plaque progression models. Real-time simulation can be performed for same cases in grid environment. The platform is evaluated using both animal and human data.