一种高精度红外地球波算法与硬件实现

红外地球敏感器是卫星姿态测量的关键部件之一.在研制过程中,需要红外地球波信号源为其提供电激励信号,组成闭环测试系统,从而完成对红外地球敏感器的地面测试与标定.针对红外地球敏感器研制过程中逻辑功能验证、精度测试、可靠性环境寿命试验等需求,提出一种高精度的模拟式红外地球波算法.在对算法的精度、实时性等进行仿真分析的基础上,设计了一种红外电地球波模拟器的硬件实现方案,并研制了样机.试验结果表明,该算法及系统能够满足红外地球敏感器地面测试中的实时性和高精度需求.     

基于压缩感知和红外玫瑰线扫描的红外图像重构

红外亚成像制导技术是由点源探测技术到成像制导技术的一种过渡, 由单元探测器和光机扫描装置组成.红外玫瑰线扫描亚成像系统是亚成像制导中的一种, 红外玫瑰线扫描亚成像系统按照特定的图案采集视场中的部分数据并得到一幅含有目标位置信息的亚图像.受单像素相机的启发, 主要研究红外玫瑰线扫描亚成像系统中的压缩成像.压缩感知可以在更少的采样数据条件下重构红外图像, 其应用到红外亚成像制导系统中一个关键的问题就是观测矩阵的构造.关于随机观测矩阵的研究已经比较广泛, 但随机矩阵很难实现.本文提出了一种简单的适用于红外玫瑰线扫描亚成像系统的确定性观测矩阵.此外还提出了一种快速有效的恢复算法, 称为优化子空间追踪算法.仿真结果显示构造的观测矩阵能够压缩和重构红外图像, 且重构效果优于随机高斯观测矩阵和随机伯努利观测矩阵, 提出的恢复算法也具有较好的表现.     

基于压缩感知和红外玫瑰线扫描的红外图像重构（英文）

红外亚成像制导技术是由点源探测技术到成像制导技术的一种过渡,由单元探测器和光机扫描装置组成.红外玫瑰线扫描亚成像系统是亚成像制导中的一种,红外玫瑰线扫描亚成像系统按照特定的图案采集视场中的部分数据并得到一幅含有目标位置信息的亚图像.受单像素相机的启发,主要研究红外玫瑰线扫描亚成像系统中的压缩成像.压缩感知可以在更少的采样数据条件下重构红外图像,其应用到红外亚成像制导系统中一个关键的问题就是观测矩阵的构造.关于随机观测矩阵的研究已经比较广泛,但随机矩阵很难实现.本文提出了一种简单的适用于红外玫瑰线扫描亚成像系统的确定性观测矩阵.此外还提出了一种快速有效的恢复算法,称为优化子空间追踪算法.仿真结果显示构造的观测矩阵能够压缩和重构红外图像,且重构效果优于随机高斯观测矩阵和随机伯努利观测矩阵,提出的恢复算法也具有较好的表现.     

基于MobileNet-SSD的红外人脸检测算法

针对"可见光"+"热红外"融合的双光人脸检测算法对硬件依赖性高的劣势.本文提出一种基于MobileNet-SSD的红外人脸检测算法,该算法可以直接检测出红外图像中的人脸区域,对硬件的依赖性较低.同时实验结果表明该算法的检测精度和实时性均有所提高,可以直接运用到"疫情"期间的智能体温监控系统中.     

基于DSP+FPGA的红外视频实时处理系统

介绍了一种高速实时红外视频信号处理系统的原理、结构.系统采用FPGA DSP的结构,FPGA完成系统的时序控制和低层算法,而由DSP实现高层算法.给出了实验结果,验证了本系统能够满足实时红外视频成像系统的要求.     

一种新型红外信号处理平台的构建及应用

随着红外探测技术的高速发展,红外信号的实时处理面临着较大的挑战.在采用多单元与高帧频探测器的红外系统中,当使用较复杂的处理算法时,基于传统架构的信号处理平台已较难满足系统的实时处理要求.通用计算图形处理器（GPGPU）的出现与日益成熟为红外实时信号处理提供了良好的平台.根据红外系统中实时信号处理的特点,利用FPGA＋CPU＋GPU架构构建了一种新型红外信号处理平台,并进行了实际应用.结果表明,该平台能够胜任探测器单元数多、帧频高和算法较复杂的红外系统的实时信号处理任务.     

一种基于空间滤波的红外小目标检测算法及其应用

针对红外探测系统中单帧红外图像中的小目标检测问题,在分析红外场景模型的基础上,提出了一种基于自适应噪声平滑和空间滤波的背景杂波抑制算法.该方法对于起伏背景下红外小目标的检测有良好的性能,且具有目标信息损失小的优点.同时,利用ADSP-TS201S高性能数字信号处理器实现了该算法,并成功应用到某全向红外搜索跟踪系统中.实验结果表明,在低信噪比情况下,算法有很好的检测性能.     

一种新的红外小目标检测算法及其应用

针对红外探测系统中单帧红外图像中的小目标检测问题,在分析红外场景模型的基础上,提出了一种基于自适应噪声平滑和Robinson Guard背景杂波抑制的空间滤波算法.该方法对于起伏背景下红外小目标的检测和识别有良好的性能,且具有目标信息损失小的优点.利用ADSP-TS201S高性能数字信号处理器实现了该算法,并成功应用到全向红外搜索跟踪系统中.实验结果表明,在低信噪比情况下,所提出的单帧红外小目标检测算法有很好的检测性能.     

红外序列图像中小目标实时检测系统设计与实现

针对天空背景下红外序列图像中小目标检测实时性以及工程化的要求,设计了一种基于FPGA+双DSP的实时检测系统,用硬件方式实现了红外图像高通滤波、自适应阈值分割、管道滤波的组合检测算法.通过对实测红外序列图像进行实验表明,该系统能实时、有效的检测25帧/s的低信噪比红外序列图像.     

红外轴温监测系统中的图像融合算法

针对红外轴温监测系统中可见光与红外图像分辨率相差较大时图像融合效果不理想,不利于列车热轴判定的问题,提出了一种可见光与红外伪彩图像融合的算法.该算法对红外轴温系统中的红外图像与可见光图像视场相同部分进行像素灰度复制,并对其他部分进行双线性插值,以此完成红外图像与可见光图像的像素匹配;接着对红外图像进行伪彩编码映射,在RGB三通道内对可见光与红外图像进行加权融合.实验结果表明,融合图像在色彩上更丰富,红外目标位置更准确,更便于人工辨认热轴的位置.结果满足红外轴温监测系统对红外与可见光图像的融合需求.     

高分辨折反式红外探测系统光学设计

在红外探测中,传统红外焦平面阵列以及单像元扫描式探测器的像元难以分辨更精细的红外光强分布,为了提高红外探测的分辨能力,采用灵敏度高且可以将红外光分布转化为可见光分布的碳纳米管薄膜作为红外激光的接收器,把红外光探测转化为可见光探测,并以此为基础设计了一个折返式的光学成像系统进行红外光高分辨探测。优化并使用柯克式镜组降低了因球面反射镜曲率半径引起的大场曲,从而提高了系统成像质量和分辨率。通过光学设计优化得到了具有高传递函数值（MTF）、低场曲的折反式系统,从而使高分辨率的红外探测系统成为可能。     

大口径红外光电系统辐射定标及误差分析

为了实现对大口径红外光电系统的辐射定标,建立了基于大面源黑体的辐射定标系统以及基于红外单色照明光管的光谱定标系统.利用腔型黑体、连续可变滤光片CVF和平行光管组成红外单色照明光管,对红外系统进行光谱定标,确定系统归一化相对光谱响应函数.利用大面源黑体覆盖红外系统入瞳和视场,对红外系统进行辐射定标,确定系统绝对辐射亮度响...     

基于遥感反演的空间下视系统红外场景仿真

空间红外下视系统的真实感红外场景仿真一直以来都是研究的一个难点。提出了一种基于卫星红外遥感反演数据的空间下视红外场景仿真方法。利用红外遥感反演数据,通过匹配算法获得仿真波段内地表红外纹理,建立了下视红外观测模型,对地表红外纹理图像在传感器焦平面上重采样,最后按照辐射传输理论,计算生成光学入瞳前红外场景。仿真结果表明:该方法可以逼真地模拟地物场景红外纹理特征。将热红外遥感反演技术应用于红外场景仿真,极大简化了大规模地表场景仿真过程,为空间下视系统红外场景仿真提供了一种直观、有效的新方法。     

弱小目标红外探测系统的杂散辐射分析

杂散辐射是指到达红外探测系统靶面的非目标成像的辐射能量。杂散辐射经过光电器件后增加了系统的噪声,降低了系统的输出信噪比,影响到红外探测系统对目标的探测能力。为了提高红外探测系统对空间弱小目标的探测能力,分析了红外探测系统的杂散辐射来源;推导了不同地理纬度、不同时刻下的红外探测系统太阳辐射入射角计算公式;分别计算了红外探测系统的太阳辐射、天空背景、热辐射噪声等效电子数;比较了杂散辐射噪声和探测器的固有噪声,分析了红外探测系统的最小噪声极限,得出地基红外探测系统的背景噪声决定了系统的探测极限。     

基于棱镜的红外目标模拟器光学系统研究

针对某型装备测试仿真用中波红外目标模拟器,研制配套透过率高、空间均匀性好、结构紧凑的高性能红外光学系统,以满足模拟器总体设计指标和具体使用需求。根据DMD核心器件红外光调制工作原理,采用了基于TIR(全内反射)棱镜的中继光学子系统,从DMD转动夹角的限制出发,利用光学全反射定理,采用最小的角度空间设计,用一对光学棱镜使照明系统入射的光线与DMD反射的光线分开,在折衍混合式红外成像光学子系统设计匹配下,该光路系统相比反射式光路镜组结构紧凑,相比透射式棱镜方式能量透过率高。在经过光路设计仿真验证的基础上,开展了光学机械设计和研制加工及测试,最终红外光学镜组成功应用到红外目标模拟器研制中,满足了模拟器总体指标体系要求和使用需求,取得了良好效果。     

潜望式红外夜视瞄准镜的研制

介绍了潜望式红外夜视瞄准系统的工作原理和研制方案.该系统兼具了潜望瞄准镜和红外热像仪的功能.从探测器外围电路,信号处理系统、潜望式红外光学系统的设计以及移动焦平面整体电动调焦技术等几个方面分析了潜望式红外夜视瞄准系统研制过程中存在的关键技术.最后对基于此方案所研制出的海军红外夜视瞄准镜应用情况做了简要报告.     

多波段冷光学红外成像终端研制

针对目前地基空间探测红外成像系统对高灵敏度、高探测能力及信噪比的要求,对地基冷光学红外成像技术进行了研究,包括红外杜瓦冷却系统内部辐射抑制、系统终端快速制冷、低温红外探测器的研制、低温冷光学系统设计装调等关键技术。在各项系统技术突破的基础上,研制出一套相对孔径1:10、分辨率320256、兼容中波3~5 m和长波8~10 m波段的冷光学红外成像终端。系统终端实现制冷温度最低至42 K,真空度10-5 Pa量级。将终端与1.23 m口径地基望远镜对接,对月亮和红外标准星观测具有良好的成像效果。该系统的研究为地基大口径冷光学红外探测技术提供参考。     

新型红外光学系统的结构特点与技术分析

随着红外探测技术的发展,红外光学系统的作用已不容忽视.在归纳总结传统结构形式的折射式、反射式和折反射式红外光学系统的基础上,分析了现代红外光学系统中离轴三反、二元光学、自适应技术等结构特点,从技术上比较了传统红外光学系统和现代红外光学系统的优缺点,探讨了红外光学系统的发展趋势.对新型红外光学系统的发展具有一定的参考作用.     

红外诱饵弹的视景仿真

利用红外诱饵弹来干扰红外制导导弹是目前使用最广泛的红外对抗方式.为了更好地研究红外诱饵弹的干扰效果,可对红外对抗进行视景仿真.通过研究红外诱饵弹的特性,利用粒子系统对红外诱饵弹进行模拟.加入飞机模型和背景构成一个红外诱饵弹视景仿真系统.通过红外成像算法可得到存在红外诱饵弹干扰时目标的红外图像.仿真程序完全采用C语言和O...     

衍射光学系统红外光谱目标探测性能

衍射光学系统具有大口径轻量化的优点,但其光谱范围较窄,能利用的红外信号能量较小,通常认为采用后会使红外相机的探测信噪比降低。基于衍射光学系统,分析了对地观测红外相机的目标探测性能,结合一个非制冷红外相机信噪比计算示例,明确了在地物背景和目标光谱特性不同的条件下,基于衍射光学系统的红外相机仍可能具有良好的目标探测性能。同时将红外相机等效噪声功率与激光和电子学系统进行对比,提出了红外探测系统的性能还可能进一步提高的观点,给出了一种引入激光本振结合电子学滤波细分红外光谱降低等效噪声功率的方法。