加拿大国家光学研究所利用微扫描机理提高红外监视图像分辨率

微扫描是一种能提高红外相机和望远镜图像质量的技术,可用于监视和遥感等应用领域。红外相机的像元一般都比较大,而其像元尺寸与波长之比则比较小（与可见光相机的情况相比）。这就意味着像元尺寸的增加常常会受到标准相机小比例设计的限制,这样就会影响所产生图像的分辨率。为了解决这个问题,人们采用了微扫描方法,即对同一目标拍摄多幅样品图像,其中每一幅图像沿一规定轴线略微移动一些位置,从而在最后的图像中获得较多的像素数。在x和Y方向上,探测器的视线被移动了一个像元的半个瞬时视场（见图1）。     

基于迁移学习的红外图像超分辨率方法研究

针对红外图像空间分辨率低、成像质量不高的问题,提出了基于迁移学习的红外图像超分辨率方法。该方法以基于卷积神经网络的自然图像超分辨率方法为基础进行改进:增加网络的层数进行更深层次的学习训练,串联多层小的卷积核使其能够利用更多的图像信息,以“相差图”为目标进行训练,减小网络训练时间,提升网络收敛速度;利用迁移学习知识,再以少量高质量红外图像为目标样本,对自然图像超分辨率的网络进行二次训练,将网络权重经过微调后迁移应用到红外图像的超分辨率上。实验结果表明:基于卷积神经网络的超分辨率方法能够有效迁移应用到红外图像的超分辨率上,且改进后的网络具有更好的自然及红外图像的超分辨率性能,验证了本文所提方法的有效性及优越性。     

电热膜红外图像生成技术研究

研究了电热膜的红外特性,测试了电热膜温度分辨率和空间分辨率,发现电热膜在控温精度和控温区域尺度的精确程度等方面完全符合目前红外伪装的分辨率要求.制备了含有某一目标的电热膜样品,并获取了电热膜的红外图像,证实电热膜能够形成目标的温度分布,达到红外示假目的.     

高空间分辨率红外椭圆计

本发明提供一种高空间分辨率红外椭圆计,该椭圆计由红外光源(S)、样品支架(PE)、传感器(D)、两个光学系统以及遮光器(F1,F2)等组成．第一个光学系统装在光源(S)和样品支架(PE)之间,它可以使光照射在位于样品支架上的样品上,第二个光学系统位于样品支架和传感器(D)之间,它是用来会聚由样品反射的光的,第二个光学系统的光路中也装有一个遮光器(F2),     

高空间分辨率和高光谱分辨率的近场扫描光学显微术

光学显微术的应用通常受到可见光波长赋予的标准分辨率极限的限制,近场扫描光学显微镜(NSOM)可以超越这一极限。与常规光学显微术相比,近场扫描光学显微术的空间分辨率获得极大提高。Guest等人报道了这一领域的重大进展,提出一种将近场扫描光学显微术的高空间分辨率与相干非线性光谱学的高光谱分辨率相结合的新技术。     

红外图像超分辨率重建技术研究

利用图像超分辨率重建技术可以在不改进硬件的情况下提升现有成像系统的图像分辨率。为提升红外图像质量,提出了一种基于NSCT变换与自适应正则化重建相结合的图像超分辨率重建算法。算法充分考虑了实际红外图像中噪声特点,利用NSCT变换特点在尽可能减少图像信息损失的条件下,对加性噪声与乘性噪声采用不同策略进行了抑制,并对预处理后的红外图像序列进行自适应正则化重建。实验结果表明本算法处理后的红外图像在主观视觉效果与客观指标上较传统图像处理方法均有改善。     

基于DSP + FPGA的红外焦平面像素倍增技术

文章讨论了非制冷红外热像系统的总体性能，分析了影响该热像仪综合性能的主要原因，提出性能改善的基本方法，介绍了独特的虚拟电子微扫技术的基本原理及实现方法。针对远处小目标红外图像的有用信息进行了放大处理。采用DSP＋FPGA的架构在硬件平台上得到了实现。实验证明：虚拟电子微扫技术有利于识别目标，效果良好。     

基于DSP + FPGA的红外焦平面像素倍增技术

文章讨论了非制冷红外热像系统的总体性能,分析了影响该热像仪综合性能的主要原因,提出性能改善的基本方法,介绍了独特的虚拟电子微扫技术的基本原理及实现方法。针对远处小目标红外图像的有用信息进行了放大处理。采用DSP + FPGA的架构在硬件平台上得到了实现。实验证明:虚拟电子微扫技术有利于识别目标,效果良好。     

高空间分辨率和高光谱分辨率遥感图像的融合

1 引言 在遥感成像系统的设计中,空间分辨率和光谱分辨率常常不可兼得,因为高光谱成像系统的光谱带宽很窄,必须用较大的瞬时视场(IFOR)才能收集足够多的光量子以维持可接受的信噪     

三轴稳定平台下提高线列探测器光学遥感仪图像空间分辨率的方法研究

提出了通过改变线列探测器像元摆放方式并适当增加系统过采样率来提高三轴稳定平台下线列探测器光学遥感仪图像空间分辨率性能的技术实现方案．在建立系统工作模型的基础上，对基本递推算法和由此引入的误差扩散效应进行了定量化分析，并初步给出图像信噪比和图像空间分辨率之间的量化关系．该方案技术出发点的可行性已在SPOT-5 HRG专利技术中得到证实．在现有条件下，该技术有望率先在极轨卫星平台下得到应用．     

图像复原与超分辨率重构基本适用条件及提高空间分辨率上限的研究

从离散—离散的成像系统出发,在理论上分析了图像复原与超分辨率重构的基本适用条件及提高图像分辨率的上限,从图像处理的角度给出了基本适用条件的量化指标,最后对理论分析结论进行了实验验证,并对实际应用中不可避免的噪声影响进了研究,实验结果与理论研究结论一致.     

二元光学用于改善红外光学表面反射特性的研究

基于电磁场Ｍａｘｗｅｌｌ方程组及其边界条件，导出了二元光学器的严格耦合波衍射方程，分析了二元位相光栅的反射特性，在适当选取光栅的几何参数时，光栅的反射率可以减小到近似为零，这种减反射光栅的特性优于传统减反膜。     

基于平稳多小波变换的红外图像噪声抑制方法

提出了一种平稳多小波变换方法,该方法结合多小波和平稳小波变换在信号去噪方面的优点,给出了二维图像平稳多小波变换的mallat分解重构算法,并对红外图像的平稳多小波变换系数进行阚值处理实现图像去噪,仿真结果表明,相对于平稳标量小波变换和多小波的噪声抑制方法,此方法对噪声有更好的抑制作用,并尽可能多的保持目标的特征和细节．     

基于图像信息熵与空间分布熵的彩色图像检索方法

在分析基于颜色直方图及信息熵进行图像检索的基础上,提出了一种改进的基于信息熵的图像检索算法,该方法同以往的基于信息熵的图像检索算法相比具有更强的鲁棒性．同时,文中又提出利用空间分布熵描述图像颜色的空间分布信息,并给出了一种基于图像信息熵与空间分布熵的彩色图像检索算法．试验结果表明,该方法效果良好,大大提高了图像检索的速度．     

复杂地面背景的红外热像合成

提出了一种新的合成地面背景红外热像的方法，建立了基于马尔可夫随机场理论的图像分割模型，获取了地面背景的标记图像；综合考虑环境、气象等因素的影响，模拟计算不同植被地面红外辐射特性；通过将红外辐射特性计算结果的灰度值赋予相应的可见光图像分割区域，实现标记图像与红外辐射特性的合成，获取复杂地面背景的红外热像。     

背面直接取样结构电光取样的空间分辨率

介绍了电光取样系统空间分辨率的测量原理和方法,实验结果表明,建立的电光取样仪的空间分辨率为3μm。     

基于多传感器融合的红外图像序列检测性能分析

针对红外图像目标检测性能问题,从多传感器融合算法的典型流程出发,推导单帧检测性能、多帧检测性能和多传感器融合性能的关系,并从理论上对单个因素的影响进行定量分析.分析结果表明,多传感器融合的性能比单帧检测性能和多帧检测性能更优越.     

PTR技术中空间分辨率的频率特性

给出了光热辐射测量（ＰＴＲ）技术中空间分辨率的定义。理论分析和实测结果表明，空间分辨率随调制频率的升高而提高。     

红外凝视成像系统中的光学微扫描技术

简要介绍了国内外微扫描技术研究情况,讨论了用于凝视焦平面探测器的微扫描技术原理和分类,按伺服电机驱动和压电陶瓷驱动两种形式,分析了微扫描技术的原理、结构和信号读出方式,最后总结了微扫描技术的优点.