实时图像积累系统及其特性评估

研究了用于改善微光图像信噪比的数据积累系统、利用复杂可编程逻辑芯片（CPLD）实现高速图像相加运算，完成了1至16帧的实时黑白图像积累系统。该系统配合普通黑白CCD摄像机即可完成对夜间目标的微光监视。文中介绍了系统的构成原理，并和日本NEC微光摄像机进行了性能对比。     

激光测距数据与夜视图像的实时叠加

以更好地获取夜间战场信息为目标,设计了可以完成激光测距数据与微光夜视图像实时叠加功能的硬件电路。主要利用单片机８０３１和ＯＳＤ可编程芯片ｕＰＤ６４５０,通过汇编语言控制激光测距仪数据输出接口与硬件电路间的数据传送,实时地完成了距离数据与微光图像的叠加。     

基于小波变换的EMCCD微光图像融合算法

由于增益水平的不同,电子倍增电荷耦合器件图像所显现的图像内容不同,且图像动态范围极窄、对比度低、图像整体偏暗或模糊发白。为了提高微光图像动态范围及对比度,采用将不同增益水平的微光图像进行融合的算法,即先获取两组同场景但增益不同的微光图像,再对小波分解后的微光图像选择不同的融合规则,最后通过小波变换实现图像融合,得到了高质量的融合图像,并取得了融合图像的信息熵、标准差、平均梯度等性能指标数据。结果表明,该融合算法能使得融合后的图像同时包含低亮度景物和高亮度景物,达到了增大微光图像的动态范围及对比度的目的,有效改善了微光图像的质量。     

一种无线图像传输系统的方案设计与实现

提出了一种无线图像传输系统的设计方案，该方案利用小波图像压缩芯片ADV611完成视频图像的压缩和解压缩。利用传输数据速率为38．4Kbps的数传扩频电台实现了图像压缩数据的无线传输和接收，并给出了实验结果。     

微光图像和紫外图像分析与融合方法研究

在分析了微光图像和紫外图像的特征以及双通道彩色夜视系统信息量的基础上，提出了微光图像和紫外图像双通道彩色夜视理论。在设计并试验了灰度调制法、谱域融合法、特有成分融合法的基础上，提出了微光图像和紫外图像假彩色融合的改进算法以及新算法，包括微光图像和紫外图像分段灰度调制法、图像差别提取法、基于物体对夜天光反射特性的成分分离法，以及体现图像传感器光谱响应和视觉自然感受的色空间映射法，取得了较好的效果。     

微光探测成像系统电路设计与实现

为满足微光遥感卫星领域对微光探测的需求,本文提出了一种基于微光CMOS图像传感器GSENSE2020的成像电路设计。该成像电路通过FPGA实现了对图像传感器的驱动控制以及高速图像数据的接收和传输,通过DC/DC和LDO(low dropout regulator)为图像传感器提供了低噪声供电电源,采用PMIC(power management IC)解决了FPGA上电时序问题,利用DDR3实现高速图像缓存与处理,采用eMMC达到图像数据存储速率与容量的需求,应用FPGA的IP核及原语代替CameraLink接口转换芯片实现CameraLink通信协议,从而完成图像数据直接在CameraLink接口的高速传输。实验结果表明,成像系统电路功能及性能都达到了预期设计目标,系统的输出数据率可达2.4 Gbps,帧频高达25 fps,信噪比达到45.5 d B。     

基于最小欧氏距离的真彩色夜视光谱划分方法

为了得到忠于人眼视觉特性的真彩色夜视图像，根据典型目标夜间光谱特性以及微光夜视系统的成像模型，基于最小欧氏距离原理，提出了一种三波段真彩色夜视光谱划分方法。设置了实验室场景和室外场景，对本文中提出的光谱划分方法与传统光谱划分方法进行了对比实验，并对得到的真彩色夜视图像细节(空间频率)做了分析。结果表明，相对于原始微光图像，空间频率分别提高了61.2%，52.0%;本文中的方法对于典型目标(绿色草木)具有更好的彩色还原效果; 基于最小欧氏距离的光谱划分方法可将夜间可见光分离为三波段，并可有效利用其光谱信息，得到对于典型目标的具有自然感彩色且较原始微光图像信息量更为丰富的真彩色夜视图像。     

夜晚微光图像中人车目标检测算法

本文针对夜间微光图像带噪信号进行了人车检测,提出了改进的算法。首先采用将Top-hat变换图像与原始图像相加再减去Bottom-hat变换图像的方式增强夜间微光图像的对比度。其次用开运算算法实现微光图像的消噪,在保留了图像的边缘细节的同时,也扩大了某些特殊微光图像中的人车目标特征。最后采用适合微光图像的Sobel算子进行边缘提取,对边缘提取后的图像进行分割,利用轮廓特征进行模板匹配获取人车目标的检测和定位。     

基于张量优化的高动态范围微光相机设计与实现

针对空间低照度环境下,互补金属氧化物半导体(CMOS)相机成像视觉效果不佳的问题,基于张量优化的图像融合方法研制一款高动态范围的微光相机。分析基于科学互补金属氧化物半导体(sCMOS)图像传感器亮暗场双通道ADC的电路特性,利用同源双通道图像数据构建三阶特征张量,通过对特征张量的平行因子分析,以融合图像动态范围最优为评价函数,引入拉格朗日乘数法作为张量分解的优化算法,实现实时的高分辨力高动态范围成像。研制一款基于LTN4625的微光相机,并进行成像实验。仿真实验结果表明,相机实现了50帧/s,4 608×2 592像素的高分辨力高动态范围成像,图像动态范围从低增益数据的5.2 dB和高增益数据的11.4 dB提高到了54.7 dB。该设计是一种微弱光环境下动态响应范围高、成像效果好的微光相机设计方法。     

基于二维直方图分析的二元子图微光图像增强处理

提出了基于二维直方图分析的二元子图微光图像增强处理算法，根据原始图像的二维直方图分布特征，依据相邻像素的相关性数据，将图像分割成二元子图像，对每个子图像分别进行直方图均衡增强处理，最后合成得到完整的处理图像，通过用信息容量等图像评价参数对实验结果进行分析，表明此算法克服了对整幅图像进行直方图均衡时难以把握局部细节的缺点，得到了具有较好视觉质量的处理后微光图像。     

基于FPGA和ADV212的图像实时压缩系统设计

设计了一种基于FPGA和ADV212为核心的图像数据实时压缩系统。该系统采用LVDS传输图像数据,利用FPGA为主控单元完成图像数据的接收,以及对ADV212的模式配置,数据写入,读取并把压缩数据实时上传到上位机,经过实际测试,该系统处理速度高,压缩较好,失真度小,具有较高的实用价值。     

多传感器目标识别的图像数据融合技术研究

军事和空间技术的要求促进了微光技术的发展。微光图像实时处理技术是夜技术今后发展的重要方向，本文针对微光图像与脉冲激光测距仪的数据信息实时融合与显示的方法及其实现进行了研究。给出了系统框图及工作原理，为实现探测识别、跟踪的实时性、智能化和微型化，从而为研制新一代战术侦察与火控系统提供了具体有效的技术基础。     

z头盔式双目微光夜视仪研制

介绍了头盔式双目激光助视／微光夜视仪的设计，它是由激光助视系统，特种光学镜头，高性能微光像增强器组成的主被合一的新型激光夜视仪器。与以往的国内的夜视眼镜相比，它以非球面物镜以及助视功能为特色，以双管高性能超二代像增强器为核心，参照了国外的最新的头盔微光夜视仪的光学系统数据，灵敏度高，图像清晰，并适于头戴和手持两用，其探测阈值延伸到10^-3 lx以下，改变了目前大多数的微光夜视仪器固有的缺陷，使得在任何恶劣的条件下也可以正常工作。     

图像压缩与增强

为了存储、处理和传输一些图像数据，必须要对图像进行压缩，利用哈夫曼进行无损压缩编码是可行的方法。图像增强的目的主要是改善图像质量，常用的图像增强技术有图像数据统计分析处理、直方图修改、图像平滑滤波等，这里主要介绍了直方图的均衡化和图像的均值滤波。     

基于压缩感知的空间目标三维雷达成像方法

对于稳定飞行的空间目标,俯仰向上的多圈次回波数据是稀疏分布的,从有限的观测数据中反演目标的三维反射率函数是不适定问题,观测噪声也会影响反演的结果,因此传统的FFT算法不再适用,必须引入适当的先验信息才能生成目标的三维图像.文章针对空间目标轨道的运动特性,首先推导了回波俯仰向表达式,然后结合目标散射中心稀疏分布特性和压缩感知原理,提出了一种基于多圈次稀疏观测的空间目标三维成像算法.该方法利用噪声单元估计噪声门限,当观测模型满足约束等距性质时,利用加权迭代的压缩感知算法进行成像处理,生成目标的三维图像.最后结合实测轨道模型,仿真验证了在低信噪比下,基于噪声估计的压缩感知算法能实现对目标三维像的精确重构.     

小波变换在微光图像消噪中的应用算法研究

根据小波变换用于图像消噪的原理,结合微光图像噪声的闪烁颗粒性特点,对小波变换用于微光图像消噪时的小波基及小波分解层次的选取进行了分析,得出采用Haar小波进行一层分解即可满足微光图像消噪要求的结论。为了选取小波消噪的系数阈值,通过对三幅微光图像小波系数的直方图分析,设计了阈值选取算法,并针对微光图像,得出了消噪的经验阈值。经过仿真实验及算法复杂度的时间分析,在实时性和微光图像消噪效果之间取得了平衡。     

基于拮抗视觉特性的多波段彩色夜视融合方法研究

以差分高斯函数(DOG)模拟人眼视网膜中的同心圆拮抗特性,分析了基于DOG的ON-中心OFF-周边分离网络(CSSN)平衡方程,发现其有增强反差、突出边缘和压缩动态范围的特点.将CSSN平衡方程应用于夜视图像的增强与融合,取到了保留图像间共有信息、增强互补信息的作用.提出了以CSSN平衡方程为基础的多种彩色夜视融合结构,包括双波段微光、微光/长波红外、中/长波红外、微光/中/长波红外,其中的彩色映射规则用色彩的冷暖突出红外图像的冷热目标、细节丰富的微光图像作为绿色背景.仿真结果表明,这些融合结构均获得了色彩自然的彩色融合效果.     

雷达数据压缩的实验研究

介绍了一种压缩雷达数据的方法,其主要编码方式是用FFT变换编码加上霍夫曼统计编码。对所采集的雷达数据按不同的量化比特进行了压缩实验,并对数据的压缩性能作了分析。分析表明,量化比特数越大,均方误差越小;而压缩比越小,压缩速度越快。用户应根据需要选取适当的量化比特数(如8位)。     

雷达数据压缩的实验研究

介绍了一种压缩雷达数据的方法,其主要编码方式是用FFT变换编码和上霍夫曼统计编码。对所采集的雷达数据按不同的量化比特进行了压缩实验,并对数据的压缩性能作了分析。分析表明,量化比特数越大,均 方误差越小;而压缩比越小,压缩速度越快。用户应根据需要选取适当的量化比特数（如8位）。     

微光图像的计算机模拟

利用计算机模拟生成微光图像的技术已用于夜视光电系统的性能测试、目标识别等方面，具有重要的事军价值。讨论了夜视系统通过低层大气时的光学成像问题，及成像器件对图像产生的影响。建立了大气和微光CCD作用效果模型，模拟生成了逼真的微光图像。