像增强器高速选通脉冲形成电路的设计与实现

为像增强器的高速选通提供了纳秒级宽度的高压电脉冲电路的设计与实现.根据实际像增强器的结构特点,以功率型场效应管为核心器件,研究了获得理想开关速度的关键技术,设计了一种可靠的高压高速脉冲形成电路,并对其进行了Spice仿真,最终的电路实现了将脉冲后沿由20 ns加快到5 ns.     

一种微光像增强器阴极选通模块的设计

高速成像分幅相机通过阴极选通模块控制微光像增强器的光电阴极选通工作可实现ns级的时间分辨率,传统阴极选通模块存在开关速度慢、只有负压输出或正负压不能满幅值输出等问题。本文基于CMOS推挽输出结构和电压电平转移电路,设计实现一种能够使用低边驱动器驱动PMOS和NMOS开关的阴极选通模块,并采用死区时间控制避免上、下管交叉导通。实测验证该电路具有结构简单、性能可靠等优点,实现了ns级上升、下降沿,占空比0~100%可调和满幅值+30~-200 V脉冲输出,十分适合微光像增强器阴极选通使用。     

激光水下距离选通成像门控实验研究

激光水下距离选通成像系统要想获得有效的目标图像,必须精确地给出合适的触发信号和控制接收器ICCD的门控延迟时间和选通门宽等门控参数。针对这一关键问题,设计了不存在成像距离盲区的激光器电源提供源触发信号的外触发方式,并应用二分查找的方法确定成像系统的门控参数,利用实验确定的门控参数,获得了5至23m水下不同深度的有效目标激光图像48张。获取的水下激光目标图像的信噪比可达10dB以上,可满足目标探测的实际应用要求。     

基于PLD器件的门控技术在微光像增强器中的应用

针对微光像增强器在高照度条件下会出现图像饱和的问题,提出将基于 PLD 器件的门控技术应用于微光像增强器电源中.论述了微光像增强器门控技术、光阴极门控原理、以及 PLD 器件应用于门控技术中的原理和实现方法.给出了阴极门控设计原理电路和试验结果.     

采用选通像增强器的二维荧光寿命成像系统

研制了一种简单的采用选通微通道板（ＭＣＰ）像增强器并与ＣＣＤ摄像机配合使用的荧光寿命成像系统。在脉冲光激发下，可以直接检测试样纳秒级的时间分辨荧光像。应用多选通检测的快速寿命测量方法，可以即时显示荧光寿命图像。在该系统中，利用光纤延迟线使试样的激光激发过程与你增强器的开关动作完全同步。为了补偿激发光源的强度起伏，设计了简单的强度监视电路。给出了仪器各部分的细节和两种成分试样的验证测试结果。     

水下二维及三维距离选通成像去噪技术研究

相比传统水下摄像机,水下距离选通成像的作用距离可提高两三倍,同时基于该技术可实现快速高分辨率三维成像,在水底详查、避障导航、海洋科学研究、矿藏开发等方面具有广泛应用前景。虽然距离选通成像可通过空间切片的方式抑制水体的后向散射噪声,实现感兴趣区较高质量的成像,但是,在选通图像中仍不可避免地存在空间切片水体的后向散射噪声,导致图像信噪比和对比度降低,尤其是对于远距离目标或低反射率目标。介绍了针对水下距离选通二维成像及三维成像去噪方面的技术研究。在二维成像方面,一是采用双平台自适应增强算法提高图像对比度,更好地满足人眼视觉要求;二是采用参考水体去噪算法实现含目标图像的水体去噪,提高信噪比。在三维成像方面,针对距离能量相关三维成像,一是利用参考水体去噪算法实现去噪三维重建,二是采用双边滤波法对三维图像中数据空洞进行修复,提高三维图像质量。所述四种方法可独立或联合用于水下距离选通成像的去噪增强,提高水下距离选通成像技术的性能。     

532nm激光距离选通成像系统

实现了一套基于532 nm波长的距离选通成像系统,并选择了几种典型环境进行了相应的原理验证实验。采用532 nm的全固态调Q脉冲激光器作为主动照明激光,激光单脉冲能量可以在35~100 mJ之间调节,系统接收望远镜口径为200 mm。采用PIN探测器获得激光脉冲发射时间,并控制目标成像的曝光时刻。成像探测器采用ICCD(intensified CCD),最小曝光时间为2 ns。通过实验对比说明该系统能够在小雨天或者有烟雾的情况下正常工作,但是获得图像的信噪比会有所下降,同时能够在强光背景干扰的环境下获得目标的图像信息。该套系统的原理验证性实验能够为距离选通成像技术的进一步发展提供重要参考。     

水下激光距离选通三维成像方法

基于水下距离选通激光成像技术,利用选通成像中回波强度相变化特性中包含的距离信息,提出了一种针对水下目标的三维成像方法。结合实验室现有的水下距离选通激光成像系统,对15 m处的水下目标进行了三维成像。这一方法有效抑制了水下成像系统中存在的目标表面材质、水体衰减以及目标各点法线方向与入射激光脉冲方向夹角不同等因素对于三维成像造成的不良影响,同时仅需要从单一方向对目标进行成像,减少了所需图像采集的次数,简化了三维重构的过程。     

距离选通激光主动成像技术

根据有无照明光源,成像系统可以分为主动成像和被动成像系统两种.被动成像最大的特点就是本身不带光源,依赖于环境或目标的发光,并最终成像.主动成像是指采用一个人造光学辐射源(一般为激光器)和接收机,其接收机用于收集和探测目标景物直接或反射后的部分光辐射.激光成像是一种主动成像,由于激光具有高强度、高准直性、单色性好、易于同步等优点,因而在成像系统中常常采用激光器作为照明光源.     

基于FPGA的距离选通同步控制电路设计

距离选通同步控制技术是距离选通激光成像系统的核心技术,直接关系到能否实现距离选通,能否得到目标的选通图像。其中,产生纳秒量级的选通脉冲选通ICCD摄像机的同步控制电路,成为了有效实现距离选通及精确的图像清晰度控制的关键。针对产生纳秒量级的选通脉冲需要高频时钟信号,且容易受到外界噪声干扰的问题,采用了新一代的可编程逻辑芯片FPGA来进行电路设计。通过VerilogHDL语言设计出了具有纳秒量级的距离选通同步控制电路。此电路中创新性的采用了锁相环技术进行全局时钟的倍频,以及全新的并行计数的计数方式,大大提高了电路的精确度及稳定度。并且提供脉冲宽度和延迟时间的选择,有效地实现了距离选通及精确的图像清晰度控制。     

三维成像技术及高精度快速三维成像系统研究

比较分析了目前常见三维成像系统的基本原理与特点,指出了这些系统共有的不足:精度不够高、速度不快。在此基础上,提出了一种实现快速三维成像的新方法。基于三角测量原理,通过在系统中引入转镜来获得线激光,提高成像精度;系统数据处理采用主从式DSP图形图像处理模块来提高成像速度,最终实现准确快速成像待测物三维图像的目的。     

一种基于平面波技术的三维超声成像方法研究

三维超声成像能提供直观和真实感的组织信息,便于医生对医学体进行观察和分析,已广泛应用于疾病诊断、手术规划和导航中。针对现有超声技术在采集速度和图像质量上的不足,该文采用一种新型的多角度平面波技术获得超声回波信号,并通过USB3.0高速端口传输到PC端,然后进行平面波相干合成、对数压缩、超声序列存储及三维重建等操作,搭建了实验平台并进行测试,研究表明该文方法具有采集速度高,成像效果好的优势。     

基于分布式雷达的宽带脉冲三维测距机制及方法研究

针对脉冲雷达相位测距技术在相位解模糊和测量机理方面存在的局限性,该文提出一种基于分布式雷达的3维测距机制,建立分布式雷达3维测距信号模型。利用天线空间布局引起的序列相位差代替常规由序列脉冲累积引起的相位差,结合微波3维成像处理的基本原理,通过相干积累实现空中观测目标的3维测量和轨迹测量,并利用观测区域的目标空间稀疏分布特性,给出一种基于 CLEAN 的宽带脉冲雷达高精度3维测距方法。仿真验证和分析结果表明,该文设计的分布式雷达3维测距机制和方法不仅较好地避免了高动态远距离测量环境中的相位解模糊问题,而且还能快速获取观测目标的序列3维图像和位置信息,有效避免了传统单站脉冲相位测量体制只能实现1维测距的能力,为雷达测距应用提供一种新的方法与技术支撑。     

基于Java 3D的虚拟漫游技术研究

探讨在当前网络环境下可满足网络可视化要求的虚拟漫游技术,剖析虚拟漫游控制技术即视点变换情况,给出一种科学有效的视点变换关系,保存当前的视点坐标和方位,利用键盘来控制漫游方向和行进。结合Java 3D的代码可传输特性,基于Java 3D构建了可满足网络可视化要求的虚拟建筑物漫游,效果较好。     

基于盖革模式APD阵列的单脉冲3D激光雷达原理和技术

利用激光单脉冲构成一幅完整三维图像的小型化激光雷达,是激光成像雷达的一个重要研究方向,它可以实现像人眼一样实时成三维立体像。美国麻省理工学院林肯实验室持续研究此类可见光波段激光雷达,随后Raytheon研发了近红外波段的激光雷达。文章在介绍此类雷达基本原理的基础上,重点介绍了林肯实验室研制的第三代激光雷达,最后分析了此类激光雷达关键技术的发展情况。     

Inspeck成像扫描仪的三维成像技术

三维成像技术已经在许多行业得到了广泛的应用。介绍了Inspeck公司的三维成像扫描仪,从三维成像原理、深度和颜色信息获取方面详细介绍了三维成像技术。     

三维图像的任意形状ROI小波零块压缩编码算法

感兴趣区(ROI)编码是在JPEG2000中提出的一种重要的技术,然而JPEG2000算法却无法同时支持任意形状ROI和任意提升因子.本文提出了一种基于任意形状ROI和3D提升小波零块编码的3D体数据图像压缩算法.新的算法支持ROI内外从有损到无损的编码.一种简单的任意形状无损ROI掩码(Mask)生成方法被提出.考虑到3D子带的特点,我们采用改进的3DSPECK零块算法对变换后的系数进行编码.一些其它支持任意形状ROI编码的算法也在本文中被评估,试验显示本文算法具有更好的编码性能.     

基于图像处理的三维测量方法

三维测量通过对景物立体信息的获取可以精确地描述景物的几何形状，基于图像的三维测量是计算机立体视觉中的一项关键技术。本文介绍了利用图像进行三维测量的方法，分析了各种方法的基本原理，并说明了它们各自的特点。     

近场毫米波三维成像算法

介绍了一种近场毫米波三维成像算法。首先对目标进行二维成像,然后提出一种基于局部信息联合BM3D自适应滤波滑窗算法,有效保留了图像信息并抑制杂波,实现三维成像重构。分别从系统平台、信号回波模型、后向投影与全息成像算法及成像结果、图像滤波、三维成像重构展开介绍,所得结果验证了实验的可行性和准确性,在诸多场景中具有广阔的应用价值。