从单波段到超光谱--面向多维信息感知的红外光谱成像技术

从单一波段红外成像探测的截止波长及单波段探测的局限性讨论开始,介绍了红外光谱成像的基本概念,阐述了多色、多光谱、高光谱、超光谱成像在军事应用领域的用途和意义,并介绍了多通道、多色传感器及分光等实现光谱成像的技术手段以及国外发展情况,讨论了该领域的未来发展趋势。     

红外成像探测技术发展趋势分析

介绍了红外成像探测技术的发展历史和现状,分析了目标、环境和任务等因素对红外成像探测技术发展的影响,阐述了改变获取信息方式、提升获取信息能力、增强资源利用实现红外成像探测系统技术、体制创新的主要途径,分析了基础理论与相关技术的革命对红外成像探测技术发展的推动作用,归纳了基于由低维度探测到高维度探测演进这一红外成像探测技术发展演变的基本规律,并据此推演了其未来发展趋势,并根据红外成像探测新概念、新技术的发展情况,介绍了今后应关注的技术方向,尤其是通过新颖的光学技术和计算成像等新概念的成像机理来满足新的需求。     

传统可见和红外成像器让位于超光谱和智能传感技术

在任何战斗中最重要的是在敌人看到你之前先看到敌人。不同于雷达和主动探测系统,光探测主要是被动式的,这意味着在探测过程中不会发出令敌人警觉的信号。士兵、敌人的坦克和飞机一般会发出某种形式的光信号,不论是来自热物体的红外辐射还是来自正在逼近的导弹尾迹的紫外辐射,或伪装绿的色彩（与周围的环境近似,但仍有细微的差别）。因此,军方不断发展新探测装置以响应光谱的所有范围。可见光探测器已用在许多方面,红外线技术将人体和发动机产生的热变为可见光。热电子散热片的发展使红外线探测系统越来越小、越来越适合陆战部队使用…     

多模复合制导用可见光成像与红外成像融合技术研究

在现代战争的复杂光电对抗环境中,多模复合制导技术必将取代单一体制的制导技术,成为主流的制导技术。本 文介绍了作为多模复合制导关键技术之一的可见光成像与红外成像信息融合技术,主要包括信息融合前的预处理、配准、加权平均融合 方法,取大值融合方法和融合评价等。     

用于处理红外和可见光反射的红外成像装置

本发明提供一种红外成像装置,它包括一个对红外辐射和可见光灵敏的CCD传感器（13）、三个能分别透射特定波长的可见光和红外辐射的滤光片和一个在排除可见光的同时能让红外辐射透过的红外透射滤光片．其中的CCD传感器能根据透过每个滤色片的红外辐射产生一种图像信号。因此,这种红外成像装置无需使用红外CCD,便能够获得与红外光谱分布有关的彩色图像信号。     

空空导弹多光谱红外成像制导技术研究

从空空导弹红外制导系统的需求出发, 探讨多光谱成像制导技术的研究思路与系统设计方法, 介绍了共光路与分光路多种多光谱光学系统的结构设计, 分析了多光谱红外导引技术中的光谱细分、多光谱红外探测器、系统匹配、多传感器信号融合及光谱特征选取等关键技术。在此基础上给出了一种空空导弹双色成像探测系统实例, 该系统利用共光路系统设计实现双波段红外成像探测, 并针对红外诱饵干扰进行了基于光谱特征的目标跟踪与抗干扰算法, 实验验证该系统具有优于单波段成像导引头的目标识别与干扰抑制能力, 显示出了多光谱成像导引头是空空导弹的发展方向。     

空空导弹多光谱红外成像制导技术研究

从空空导弹红外制导系统的需求出发,探讨多光谱成像制导技术的研究思路与系统设计方法．介绍了共光路与分光路多种多光谱光学系统的结构设计,分析了多光谱红外导引技术中的光谱细分、多光谱红外探测器、系统匹配、多传感器信号融合及光谱特征选取等关键技术。在此基础上给出了一种空空导弹双色成像探测系统实例,该系统利用共光路系统设计实现双波段红外成像探测,并针对红外诱饵干扰进行了基于光谱特征的目标跟踪与抗干扰算法,实验验证该系统具有优于单波段成像导引头的目标识别与干扰抑制能力,显示出了多光谱成像导引头是空空导弹的发展方向。     

红外高光谱成像的光谱聚焦

文中将光学系统中能量聚焦的概念引申至光谱维,提出在红外高光谱成像系统中通过信号处理获取感兴趣目标与其环境的光谱特征差异,结合调控目标函数得到光谱聚焦调控参数,进而控制成像系统中的可调谐部件自适应调谐到最有利于探测和识别的若干个光谱通道,实现光谱聚焦。文中提出了一种可实现光谱聚焦的系统构型,重点探讨了光谱聚焦的机制和实现途径,给出了关键分系统的技术方案。利用光谱聚焦可以实现光谱自适应探测,提高光谱成像信息利用效率,降低信息处理的资源需求,有助于提高系统的实时性和小型化,对于弹载、无人机载等高实时性、无人参与的应用具有十分重要意义。     

红外热像仪成像评估系统设计

红外热像仪在军民应用领域发展迅速。如何客观地评价红外热像仪成像效果,为红外热像仪成像性能提供定量的数学描述,同时也为研究红外成像系统的图像清晰度、目标探测距离和目标跟踪性能提供支撑依据,成为必须要解决的问题。本文提出的红外热像仪成像评估(质量评价)系统具有红外图像数据采集与处理功能,配合红外成像评估的靶标系统（由黑体、辐射靶标控制台、准直光学系统、数显精密转台组成）进行红外图像数据测试评估。设计了图像评估的主要性能指标,并提出了数学模型及其实现的步骤,其中包括图像不均匀性(Non-uniformity,NU)、信号传递函数(Signal Transfer Function, SiTF)、噪声等效温差（Noise Equivalent Temperature Difference, NETD）、角线性度（Angular Linearity, AL）、目标成像定位角误差（Target Imaging Positioning Angle Error, TIPAE）等主要评价技术指标。测试结果表明,该系统的性能非常优越,成为红外热像仪研制过程中必备的调试、测试设备。     

小型快速红外热成像仪及图像处理系统

本文推荐一种小型快速红外热像仪及图像处理系统。着重介绍该热像仪的原理、特点、应用领域及图像处理基本功能。     

基于多特征的红外与可见光图像融合方法的研究

红外图像包含物体的温度信息,但其存在对比性差、纹理弱等缺陷,限制了应用,目前基于融合的方法能有效改善红外图像的视觉效果,但局限于简单的直接融合,忽略了背景等因素所含噪声的影响及各部分细节信息。文章在这方面做了进一步的研究工作,改进了现有方法的融合规则,提出先将目标从背景中提取出来再以温度阈值及纹理特征为依据分层次分区域融合,从而在细节上极大地改进了目标的视觉效果,提高了效率。最后对融合效果进行了定量评价和比较。实验结果证明处理后的图像能够比原图像获得更丰富的视觉信息。     

基于显著性图的红外与可见光图像融合

为使红外图像与可见光图像融合后的图像能获得更多目标信息和细节信息,本文提出了一种基于显著性图的图像融合方法.使用改进的Frequency Tuned(FT)算法提取红外图像的显著性图,并使用对比度受限的自适应直方图均衡化(Contrast Limited Adaptive Histgram Equalization,CLAHE)算法增强可见光图像的对比度.将红外图像与增强后的可见光图像进行非下采样轮廓波变换(Nonsubsampled Contourlet Transform,NSCT)后,根据所设定的融合规则分别对红外与可见光图像的低频部分与高频部分进行融合,最后对融合系数进行NSCT逆变换操作后获到融合图像.实验表明,该融合方法相较于其他方法而言,保留了更多的目标信息和细节信息,可以取得更好的视觉效果.     

基于整体变分的红外和可见光图像融合

针对红外与可见光的融合图像存在对比度低、场景细节信息不清晰的问题,提出基于整体变分的红外和可见光图像融合方法。该方法将每次迭代后的融合图像分别与可见光和红外图像进行差分运算,作为整体变分模型的正则项和保真项。同时,引入关于红外图像的非增扩散函数来引导扩散,抑制红外图像边缘信息的平滑,从而把图像融合问题转化为图像去噪问题,最终转化为一个泛函求极值问题。实验结果从视觉质量及客观评价上验证了该方法的有效性。     

基于双层次决策规则的红外与可见光图像融合

针对传统可见光和红外图像融合方法存在融合图像中缺失方向性信息和各向异性信息的问题,提出了一种基于双层次决策规则的红外与可见光图像融合方法。该方法将各向异性扩散(Anisotropic Diffusion,AD)和极值规则进行融合,首先通过AD滤波器将每个输入的源图像分解为近似层和细节层。然后将双层次融合决策规则分别应用于细节层和近似层,以保留光谱信息和结构信息,最后使用结构相似性指数(SSIM)、平均梯度(AG)和信息熵(IE)对融合图像的图像质量进行评估。实验结果表明,相比现有其他图像融合方法,所提方法的融合图像中具有更多的信息并有效减少了伪影现象,验证了所提出方法的有效性。     

加热炉炉墙衬里损伤的红外热像检测与评估

炉墙衬里的损伤程度往往决定了加热炉设备的寿命,因此,对这类设备衬里损伤实现在线与快速检测与评估是重要的工程问题.通过对某加热炉BA301炉墙进行红外热像检测与评估,表明红外热像检测技术应用于加热炉炉墙衬里性能评估及炉管保温评价等方面具有明显的的优越性,其应用将会越来越广泛.     

基于目标区域与增强方法的红外与可见光图像融合

为了使红外图像与可见光图像融合较好凸显目标与挖掘更多细节信息,提出了一种提取目标区域与融入更多细节信息的融合方法。首先,对红外图像进行分割获取目标区域,并对可见光图像进行增强以挖掘更多细节信息;然后对原始红外图像与增强后的可见光图像分别进行非下采样contourlet变换(NSCT),得到不同的低频系数与高频系数,依据分割得到的二值化图像,低频部分的目标区域系数选自原始红外图像目标区域低频系数,其余区域选择增强后的可见光对应区域低频系数,高频部分按照邻域方差取大法选择高频系数;最后,进行NSCT反变换,得到融合图像。实验结果表明,与其他3种融合方法对比,主客观评价表明,该算法有效提高了图像的对比度,具有较好的整体视觉效果。     

红外热像仪测温技术发展综述

综述了红外热像仪测温技术的发展,从技术层面剖析了红外热像仪测温存在的问题,介绍了国内外在红外热像测温技术方面的研究热点,同时展望了未来的发展方向.针对红外测温领域中的理论、仪器、标定及应用四大方向进行了较为详细的分析和总结.     

对NETD表达的红外热像仪探测距离的讨论

红外热像仪对目标的探测距离的计算方法已有多种,本文对基于目标与背景温差△T0和等效噪声温差NETD而推导出的公式进行了分析,对大气透过率τa对△T0的衰减作用提出了不同的看法,并据此对基于△T0和NETD的热像仪探测距离公式进行了修正,对影响NETD参数的诸多因素进行了分析.在此基础上,推导出了热像仪对含有不同温度的多个红外辐射源的同一目标的距离计算公式.