基于视觉显著性的无监督海面舰船检测与识别

在航天航空光学遥感舰船目标检测中,受大气、光照、云雾和海岛等海面不确定条件的影响,传统的舰船检测方法存在检测效率低和可靠性差等问题,因此,本文提出一种无监督海面舰船目标自动检测方法。该方法以视觉显著性为依据,结合多显著性检测模型快速搜索海面目标,生成显著图后对其进行粗分割,对提取的目标切片做标记并进行精细分割,利用改进的Hough变换旋转目标主轴以保证目标对Y轴的对称性;对可能检测到的厚重云层和岛屿等伪目标使用梯度方向特征进行鉴别,通过判定目标在360°范围内8个区间的梯度幅度统计值,确认舰船目标及去除伪目标。实验结果表明,该舰船检测方法能够成功提取海面上大小不同,位置随机分布的舰船目标,准确获取舰船目标的数量和位置信息,在大量真实光学遥感图像上的测试结果显示,本文方法检测准确率高于93%,通过目标鉴别处理,剔除伪目标后,虚警率可低于4%,鲁棒性较强。     

基于深度学习的遥感图像舰船目标检测算法综述

海面舰船目标检测是遥感图像处理和模式识别领域备受关注的重点研究方向，对舰船目标的自动检测在民用和军用方面都具有重大意义。梳理和分析了典型基于深度学习的目标检测算法的优缺点，并进行了对比和总结；归纳了基于深度学习的舰船目标检测的技术现状，并从多尺度检测、多角度检测、小目标检测、模型轻量化和大幅宽遥感图像舰船目标检测等方面对技术现状进行了详细的介绍。最后，介绍了舰船目标识别算法常用的评价标准和现有的舰船图像数据集，探讨了遥感图像舰船目标检测算法现在所面临的问题和未来的发展趋势。     

超大口径空间光学遥感器的应用和发展

针对空间遥感技术的迅速发展及其对空间探测精度需求的提高,对研制更可行有效的超大口径空间光学遥感器的技术路线开展了研究。介绍了该领域已发射和计划发射的超大口径光学遥感器涉及的发展历史和结构特点,以及它们的研究现状和应用领域,主要包括整体式成像系统、分块可展开成像系统、光学干涉合成孔径成像系统和衍射成像系统等。分析对比了各种传感器的性能特点及现阶段的应用情况。最后,考虑我国高分辨率、高成像质量空间光学遥感器的应用需求,结合当前技术条件以及相关技术的发展趋势,分别针对2~4m大口径系统,4~10m超大口径系统和更大口径系统的成像需求提出了最佳解决方案。     

主动遥感探测海底可燃冰的正演研究

本文提出利用光学成像干涉技术主动遥感探测可燃冰的温度、压强、浓度物理量。通过光纤将海面上波长为1.65μm的激光传输到海底,激发海底可燃冰,将CH4发射的1.65μm附近相距很近的10条谱线用光纤收集传回到海面上,经过成像干涉系统,在CCD相机上得到5条成像干涉条纹,选择两条相邻干涉条纹的灰度值,利用"转动谱线测温法"和洛伦兹线型即可获得海底可燃冰CH4的温度、压强、浓度等参量。实验得出CH4的正演成像干涉图,并得到CCD上的电子计数1.68×105远远大于拟用CCD噪声400e,系统的最大信噪比为291,窄带干涉滤光片可在16°视场内区分CH4的10条目标谱线,CH4的温度和浓度探测精度分别为1K和3%。研究表明,该成像干涉系统可用于遥感探测海底可燃冰。     

航天光学遥感器仿真系统设计方案探讨

根据初步的研究结果,探讨了航天光学遥感器系统仿真技术系统方案、主要研究内容等.重点研究了目标与背景、空间环境条件(温度场、真空、重力场和辐照)、卫星平台等对遥感器成像质量的影响分析和仿真内容等.     

上转换发光材料在生物成像和肿瘤诊疗中的应用综述

近年来,光学成像与检测技术越来越多的应用于生物医学领域,其具有高检测灵敏度、生物安全性好以及非侵入性等众多优异的特点。该技术的发展得益于荧光物质（如染料、荧光蛋白）的光学特性和光学成像设备的发展。与传统下转换光学成像方式相比,上转换光学成像具有反斯托克斯位移发光特性。该光学成像方式在生物医学领域中展现出较好的应用前景,其成像方式较好地避免了下转换发光的一些弊端,如近红外光激发可增加光对组织的穿透深度、可避免生物体自发荧光和对组织损伤较小等。正因为上转换光学成像方式的特殊性,有必要对其进行介绍并综述近期在生物医学领域中的应用,包括成像检测与疾病治疗。这对于合理使用上转换发光技术和合理设计上转换发光材料具有指导意义。     

光学遥感卫星精密敏捷成像控制技术综述

从控制的角度综述了多功能、高质量成像需求下,超稳定、超精确、超敏捷高分辨率光学遥感卫星精密敏捷控制的关键技术和研究进展。以卫星成像与姿态控制系统性能的关系为基础,从姿态机动能力与多功能成像、姿态确定精度与成像质量和姿态控制精度与成像质量三个方面论述了精密敏捷控制技术对光学遥感卫星成像的重要性。在此基础上,结合光学遥感卫星姿态控制系统的组成及原理,分析了影响姿态控制精度和姿态机动能力的主要因素,对高精度姿态确定、精密姿态控制和敏捷姿态控制三个关键技术方向进行了讨论和总结。最后,综合当前技术的发展趋势,围绕一体化成像控制的设计思想展望了精密敏捷控制技术未来的发展趋势,为实现高分辨率光学遥感卫星多功能、高质量成像控制提供了理论依据和工程参考。     

空间环境对光学成像遥感器尺寸稳定性的影响

现代科技和军事的发展,对空间光学成像遥感器的分辨力要求不断提高,遥感器在空间环境下的尺寸稳定性显得更加重要.从所经历的空间环境入手,详细分析了遥感器在运载阶段和空间在轨运行阶段经历的动力干扰源及其加载方式和响应情况,空间在轨运行阶段经历的热环境和响应;阐述了遥感器动态成像质量评价方法和热光学分析等问题.指出今后研究的重点和发展方向是空间动力干扰源的定量化和TSO一体化等.     

航空光学成像与测量技术新进展

航空光学成像与测量技术具有高时效、低成本、高分辨、易判读等突出优势。作为一种不可或缺的光学遥感手段得到了广泛地应用。由于受到航空飞行的影响,光学载荷需要在有限的体积、重量和功耗约束下解决气动力(矩)干扰、振动、温度和气压的急剧变化等问题,从而获得更加清晰的光学影像和更精确的测量结果。面对本领域对航空光学成像与测量的新技术、新方法、新理论的需求,组织了航空光学成像与测量专题,在精密光学、精密机械、精确控制以及图像处理等方面介绍了一批优秀的研究成果。从理论引领和工程参考价值的角度,推动相关研究的进一步发展。     

微晶材质自由曲面反射镜精密超声铣磨加工技术

自由曲面光学元件与球面和非球面光学元件相比能够提供更高的光学设计自由度,应用于成像光学系统有利于简化系统结构和改善系统质量,在新一代空间光学遥感领域具有广阔的应用前景。为了满足离轴反射式自由曲面空间光学遥感系统的快速、高精度研制需求,本文瞄准微晶材质、复杂连续曲面类自由曲面反射镜超声铣磨加工表面粗糙度和亚表面质量的提升目标,开展了主轴转速、切削深度、进给量等主要工艺参数的优化实验和研究,完成了300mm口径自由曲面反射镜的建模分析和超声铣磨加工,最终铣磨加工表面的面形精度达8.89μm PV,亚表面损伤层深度低于18μm,实现了自由曲面光学反射镜的高精度、低损伤铣磨加工,能够有效降低后续研抛加工的材料去除总量,缩短整个加工周期。     

光学遥感卫星信息获取能力指数的评估

提出了一种客观评估遥感卫星获取信息能力的指数模型。分析了影响遥感卫星信息获取能力的主要因素,包括运行轨道、成像分辨率、成像幅面、姿态机动能力等。以目标综合辨识量作为衡量标准,建立了涵盖成像分辨率、目标重访、姿态机动能力等要素的信息获取能力指数评价模型。介绍了模型的实现流程和具体步骤。该模型集成目标获取数量和目标获取精度两个维度信息,可实现遥感卫星信息获取能力的综合评估。以世界观测(Worldview)卫星系列、昴星团(Pleiades)和高景一号(Superview-1)等国内外光学遥感卫星为例进行了验证分析。结果表明,该指数模型能够对性能各异遥感卫星的信息获取能力做出准确评估,如WorldView-3的分辨率不到WorldView-1的分辨率的两倍,但信息获取能力却是其是3倍多;Superview-1分辨率比Pleiades高,但实际信息获取能力还不到后者的一半。得到的结果验证了提出模型的有效性,表明提出的模型可为综合评价光学遥感卫星遥感能力提供量化参考,为光学遥感手段的发展提供评估模型支持。     

卫星遥感海面高度图像的中尺度涡自动提取

分析了1992-2008年海面高度遥感图像,归纳出了自动检测中尺度涡的难点.以提高检测概率为主旨,提出了一套中国近海及其附近海域海面高度图像中尺度涡自动提取的方法.首先,对海面高度图像背景区域进行局部直方图Gauss拟合,根据拟合结果滤除海面背景区域,得到海面高度异常区域和残留的少部分海面背景区域.然后,针对中尺度涡的成像特点,综合利用涡旋的强度/尺度等判据,设计了一套中尺度涡提取算法,用于自适应地从海面高度异常区域和少部分海面背景区域提取不同强度/尺度的中尺度涡.对本文检测结果与文献中评述的中尺度涡进行了对比,结果表明,提出的算法对中尺度涡海面高度异常区域具有良好的检测性,有助于全面分析中国近海及其附近海域的中尺度涡的时空特性.     

一种新型航空光学遥感器减振结构

航空遥感器工作环境中存在宽频带、大幅值的随机振动,这种动力学环境严重地影响了航空光学遥感器的成像质量。因此设计一套良好的减振系统对于提高该遥感器的成像质量具有重要的意义。本文提出了一种新型的吊装式减振器结构,通过将遥感器以悬吊的方式安装,在达到良好的减振效果的情况下,解决了以往减振器压装方式对安装空间较大的问题。经过分析与试验证明,这种减振结构满足光学遥感器对减振系统的使用要求。     

仿复眼视觉系统的研究进展

复眼是昆虫重要的光感受器,由成千上万的小眼构成,具有大视野的动目标快速检测能力。仿复眼的多孔径系统在机器人视觉导航、大视角测量和全景成像等领域应用广泛。首先介绍了复眼的生物机理、成像特性及现有的大视场成像系统;其次介绍了微透镜阵列的仿复眼光学设计现状,分析了微透镜阵列的大视角与多景深的全景成像质量,指出目前曲面微透镜一体化制造存在的成像缺陷;最后提出结合曲面与平面微透镜阵列实现大视角、多景深分辨率的仿复眼系统的可行性。该成像系统不仅可以实现全景范围内的清晰成像,而且还具有全景范围内的目标位置估计能力。     

基于虚拟仪器的多波段成像技术

介绍了如何对光学遥感仪器中光谱仪色散出的光谱进行采集,以及在LabVIEW下,利用光谱图对目标物进行多波段成像的方法.     

光学成像遥感器调焦控制电路仿真测试

提出了一种利用数据采集卡和计算机仿真技术检测和监控光学遥感器调焦控制电路的方法。通过对调焦控制电路的理论分析和实际测量,以数理逻辑、信息技术和系统技术为基础,构造了频率检测、电压检测、编码器反馈的仿真测试数学模型。应用计算机高速信息采集和智能控制技术,设计了调焦控制电路的仿真及测试系统,并进行了实验研究。实验结果表明,该系统能够准确测量工作频率在1.2 kHz以内,控制电压＜40 V的调焦控制电路,完全满足对光学成像遥感器调焦控制电路的仿真及检测要求,并可长时间、方便、高效地监控调焦控制电路的工作运行情况。     

《空间遥感技术》专题文章导读

随着对空间遥感器成像性能要求的不断提高,高空间分辨率、高光谱分辨率和多波段通道成了空间遥感技术发展的方向和趋势。而TDICCD的拼接精度、电子器件的抗辐照性能、工作波段选择、系统噪声都是影响空间光学遥感器成像性能的重要因素,本专题论文对以上几个方面进行了研究分析,并均在工程实践中成功应用。     

高温构件傅里叶单像素成像系统设计

对于高温下的视觉测量,如何降低高温构件本身发出的辐射以及热气流对图像质量的影响,在航空航天和汽车制造等领域具有重要意义。针对高温下复杂的光学成像环境,本文提出了一种基于单像素成像技术的高温构件图像采集方法,建立了高温构件单像素成像系统,分析了傅里叶单像素成像的工作原理及重建算法,根据高温物体的热辐射特性分析了其对单像素成像的影响及成像光谱范围。最后,对高温环境中的单像素成像进行了验证实验。实验结果表明:仅用30%的采样数据就可以对高温下的目标构件成像,且忽略了高温物体自身辐射光的强干扰。与传统CCD/CMOS的成像及边缘检测对比实验表明,本文的方法获取的图像特征更为清晰。该研究为单像素成像在高温构件工业领域的应用提供了一个潜在的发展方向。     

空间光学遥感器热分析

空间光学遥感器热控工作旨在保证遥感器所需温度水平和温度梯度,以满足遥感器高质量成像要求.根据遥感器的结构特点和热光学指标要求,建立了遥感器及其热控系统的热平衡方程,对各热交换项进行了剖析,并采用Nevada和MSC/Patran等软件对某空间光学遥感器进行了模拟仿真,得到其对地工况和对日工况的热平衡结果.     

3-D成像新技术——光学外差扫描全息术

介绍了一种新的3-D成像技术—光学外差扫描全息术的基本原理,以及基于光学外差扫描全息术基本原理的环形光栅光学扫描全息术,描述了其与传统的光学外差扫描全息术相比具有的优势。最后,以光学外差扫描全息术在三维空间滤波、遥感和三维混浊液体中成像应用为例,阐述了这一新技术的应用前景。