多波段红外点目标的夜视成像差异分析

通过分析在夜视条件下短波红外、中波红外和长波红外点目标辐射成像机理,明确了多波段红外成像的影响因素,建立了短波红外、中波红外和长波红外图像点目标的形成模型,并对模型进行分析与仿真实验,揭示了多波段红外点目标夜视成像特性差异的形成机理,比较了多波段红外点目标成像的差异,并且通过实验图像的差异特征验证了这些成像特性差异的存在性,最后得出了多波段红外点目标图像的灰度值存在差异,大气传输影响存在差异以及夜光辐射影响存在差异的结论。     

双色中波红外成像融合技术的研究进展

双色中波红外成像是红外多波段探测研究的重要分支,以双色中波成像及其图像处理为线索,按照"探测—成像—融合"的思路,从双色中波探测器研制、探测成像应用、成像特性分析和图像融合4个方面分析了双色中波红外成像融合技术的研究现状,指出了双色中波图像融合研究中存在的问题及其原因,提出了在双色中波红外图像差异特征形成机理研究基础上,探索差异特征驱动的多级融合方法、融合工程化及建立新的图像融合评价方法的发展思路。     

双色红外图像融合在目标检测中的应用

针对双色红外的图像融合特点,提出了一种基于在小波分解域中,在高频子带上采用区域能量测度融合规则,在低频子带上采用加权平均融合规则。首先,双色红外成像系统分别对中波和长波红外图像进行提升小波分解,提取出2幅图像的低频和高频信息,并采用不同的融合规则对低频和高频子带图像进行融合,然后通过提升小波反变化对各层系数进行重构,得到目标区域的融合图像。而后再通过小波软阈值化去噪,最后进行目标自动检测。通过实验对比证明,提出的融合规则更好地提高了目标的检测和识别概率。     

采用中波红外偏振成像的目标探测实验

目前国内红外偏振成像技术的研究尚处于初步的实验阶段,需要开展具有针对性的红外偏振成像实验.以支撑红外偏振成像理论和技术的研究.基于高灵敏度的中波制冷焦平面探测器,搭建了中波红外偏振成像系统,并针对特定场景中的典型目标,开展了红外偏振成像实验,获得了有效的实验数据和成像规律,并基于HSV颜色空间对偏振信息图像进行了融合再...     

锑化物中/中波双色红外探测器研究进展

面对第三代红外探测器对多波段探测的需求,中/中波双色同时获取两个波段的目标信息,对复杂的背景进行抑制,可以有效排除干扰源的影响,提高了探测的准确性,增强了在人工及复杂背景干扰下的目标识别能力,因此中/中波双色探测器设计和制备最近快速发展起来。锑化铟红外探测器通过分光可实现两个中波波段的探测,锑化物Ⅱ类超晶格探测器通过能带结构设计实现多波段探测。本文阐述了锑化物中/中波双色红外探测器的主要技术路线和目前研究进展,与传统InSb双色探测器相比,中/中波双色超晶格红外器件用于红外成像探测具有鲜明的特点和优势,但需要在探测器结构设计、锑化物超晶格材料生长、阵列器件制备等方面进行进一步研究,以提高探测性能,满足工程化应用需求。     

红外双色亚图像自适应识别跟踪

该文研究了红外辐射与双色辐射比,论述了红外双色亚成像的优点。对空域模糊,低信噪比的红外双色亚图像,提出了适应性强的子块灰度迭代分割二值化算法,并研究了空域模糊分割与特征参数识别。还研究了末制导初始阶段亚图像多帧积累探测和初始牵引,实现低虚、漏警率目标检测。最后研究了目标牵引到视场中心后,逐帧识别与自适应运动补偿锁定跟踪。实验表明,红外双色亚成像识别跟踪适用于静止、慢速和快速红外目标的末制导跟踪。     

基于多特征整合的双色红外小扩展目标精确分割算法

针对复杂背景下红外图像小扩展目标分割的问题,提出了一种基于多特征整合的双色红外小扩展目标精确分割算法.该算法在提取目标在红外双波段图像中的多种图像特征的基础上,采用D-S证据理论中的正交和复合规则对来自两个不同红外波段的目标检测证据进行综合处理,充分利用了目标在中波和长波红外图像的信息互补性和冗余性,在较大程度上提高了杂波背景下红外图像小扩展目标定位与分割的稳健性和精确性.实验结果显示了该算法的有效性.     

双色红外成像传感器时空信息融合的空间点目标识别方法

针对干扰条件下的空间点目标识别问题,提出了一种基于双色红外成像传感器时-空信息融合的空间点目标识别方法,并采用Ｄ-Ｓ证据合成理论对来自两个红外成像传感器的实际图像目标信息进行了仿真计算。结果表明该方法对强干扰条件下的红外点目标具有理想的识别效率。     

双色红外成像系统空间点目标识别方法

针对干扰条件下的空间点目标识别问题,提出了一种基于双色红外成像传感器时-空信息融合的空间点目标识别方法,并采用D—S证据合成理论对来自两个红外成像传感器的实际图像目标信息进行了仿真计算。结果表明该方法对强干扰条件下的红外点目标具有理想的识别效率。     

中/长波切换工作模式的双色量子阱红外焦平面研制

报道了中/长波切换工作模式的双色量子阱红外焦平面研制。通过特殊设计的器件和读出电路结构,获得了可对中波波段和长波波段选择的切换架构。突破了双色量子阱材料、器件以及读出电路等关键技术,研制出384288规模、25 m中心距双色量子阱红外焦平面探测器。在70 K条件下器件性能优良,噪声等效温差为28 mK(中波)和30 mK(长波),响应峰值波长分别为5.1 m(中波)和8.5 m(长波)。室温目标红外成像演示了探测器的双色探测功能。     

中长波双色目标和干扰模拟仿真技术

为了能评估中长波红外双色探测系统抗干扰性能,对双色目标和干扰模拟仿真技术开展了研究。基于多波段红外目标以及干扰生成技术,建立多波段目标和干扰光谱辐射模型、运动模型。同时,基于中长波双色半实物仿真系统,通过MOS电阻阵+DMD目标模拟器构成的中长波红外图像模拟器,多通道复合定向光学系统以及安装被测探测系统的弹目姿态模拟系统,将目标模拟器生成的中长双色图像经多通道复合定向光学系统复合、准直、扩束后提供给被测双色探测系统,验证仿真模拟效果。     

基于红外热像波段拓展的多光谱成像研究

红外目标多光谱图像为目标红外辐射特性的研究提供了有效的手段,在目标材质识别、伪装目标辨识和复杂背景抑制等目标探测技术领域有着极为重要的应用。以黑体辐射理论为基础,提出了一种基于波段拓展的红外多光谱成像的方法。首先,利用中波红外热像仪（3～5 μm）采集红外图像,通过目标表面的真实红外辐射反推出热图像中不同像素点的温度值,然后利用普朗克公式可以获得不同像素点在预拓展波段处的辐射出射度数值,最后根据这些数值进行红外多光谱成像。     

基于动态开窗的快速运动目标信息获取方法

红外运动目标的轨迹预测在车辆、行人监控和天基遥感探测等军民用领域有着广泛的应用。当目标的相对运动速度较高时,受读出速率及积分时间固定的影响,传统全视场成像信息获取方法所得的目标轨迹点稀疏,难以满足目标轨迹预测的精度要求。针对以上问题,提出了一种基于动态开窗的快速运动目标信息获取方法。首先对观测区域进行全视场成像,捕获到运动目标后,对目标及其邻域开窗以提高成像帧频。通过分析探测场景辐射特性对系统工作参数的影响获取判别矩阵,实现开窗参数的动态调节,从而提升目标轨迹点密度。最后利用目标轨迹预测结果更新开窗位置以实现对单目标的全视场覆盖监测。实验结果表明,对于中波红外演示系统,与全视场成像信息获取方法相比,该方法将系统获取的目标轨迹点密度提高了16倍,系统轨迹预测精度提升了2.6倍,且所需的数据传输带宽降低了25%。该研究可为智能化红外感知系统的设计提供有益参考。     

Large-Format Voltage-Tunable Dual-Color Midwavelength Infrared Quantum-Well Infrared Photodetector Focal Plane Array

We report a large-format (640 times 512) voltage-tunable quantum-well infrared photodetector (QWIP) focal plane array (FPA) for dual-color imaging in the midwavelength infrared (3-5 mum) band. Voltage-tunable spectral response has been achieved through series connection of two eight-well stacks of AlGaAs-InGaAs epilayers grown by molecular beam epitaxy on GaAs substrate. The peak responsivity wavelength of the detectors is shifted from 4.1 mum (color 1) to 4.7 mum (color 2) as the bias is increased within the limit applicable by commercial read-out integrated circuits. The operability of the FPA is ~99.5% with noise equivalent temperature differences of ~60 and 30 mK (f/1.5) in color modes 1 and 2, respectively. To our knowledge, this is the first large-format voltage-tunable dual-color QWIP FPA reported for midwavelength thermal imaging.     

烟幕消光效能试验测量方法研究

利用发烟罐结合外场运动目标,进行外场烟幕的消光和遮蔽效果试验,通过多光谱成像传感器采集数据,验证和修正烟幕的消光模型。得到的试验数据经过分析及与烟幕经典理论计算方法对比,得到了其消光效果规律,符合工程经验值。在外场试验过程中采集了包括可见光、红外中波和长波成像传感器和激光功率计相关测量数据,为烟幕的使用和对成像传感器影响效果提供了依据。     

时-空过采样系统对点目标成像仿真与验证

为了验证时-空过采样系统对点目标探测的优越性,设计了红外点目标成像仿真及实验系统,研究并验证了时-空过采样获得的点目标图像形状、能量分布特点。首先,对比分析了时-空过采样系统与常规采样系统对点目标扫描成像原理;然后,对时-空过采样系统成像过程建立模型,通过仿真研究该系统对点目标的成像特点;最后,设计红外点目标成像实验并对实验数据进行分析。仿真及实验结果证明了时-空过采样克服了单采样对点目标成像能量分散的问题,图像信噪比至少提高2倍以上,且验证了经时-空过采样后,点目标像素之间具有特定的相关规律。利用时-空过采样的点目标成像特点,可为点目标的快速检出提供有利条件。     

开窗高帧频下红外面阵数字TDI实现方式研究

开窗功能是当前面阵红外探测器的一个重要功能,该功能的一个重要特点就是可以大幅度提高探测帧频。本文从理论上论述了高帧频对面阵数字TDI探测系统的影响,研究了高帧频数字TDI实现方式:(1)高帧频可以增加探测器系统扫描速度的上限;(2)在高帧频TDI的工作状态下更容易实现速度的匹配;(3)在扫描列数设定较高的情况下,高帧频数字TDI可以根据所开窗口像元的实际响应情况来选择TDI的起始列和级数,以选择质量较高的TDI图像。用国产中波红外探测器搭建了红外成像平台,进行了高帧频数字TDI成像实验,验证了高帧频数字TDI实现方式的可行性。     

中波红外和长波红外探测系统性能的比较与选择

针对常用的各种中波和长波红外探测系统,从探测器特性、目标辐射特性、背景辐射特性、大气传输特性和红外系统设计等方面,分析、计算和比较了中波红外和长波红外探测系统的有关性能,提供了有实用价值的数据。根据不同的探测目标和使用环境,为红外探测系统的设计提出了波段选择的建议。