MOS电阻阵红外目标模拟器图像帧频测试方法

基于MOS（Metal-Oxide-Semiconductor）电阻阵列的红外成像目标模拟器是红外成像制导武器半实物仿真系统的重要组成部分之一,用于模拟红外目标/干扰动态场景。输出动态图像的帧频反映了所模拟动态场景快速性,是评价红外成像目标模拟器图像变化快慢程度的一项技术指标。首先,介绍了MOS电阻阵红外成像目标模拟器的基本组成与工作原理,讨论了半实物仿真系统中对模拟红外辐射图像帧频的测试需求;然后,提出了一种MOS电阻阵红外成像目标模拟器图像帧频的测试方法,搭建了图像帧频测试平台;最后,对256×256元MOS电阻阵红外成像目标模拟器输出的图像帧频进行了测试,并给出测试结果。结论：该测试方法能为MOS电阻阵红外成像目标模拟器的研制、性能测试和应用提供一定的依据,可推广应用于其它类型红外成像目标模拟器的图像帧频测试中。     

基于MOS电阻阵列的红外图像实时生成系统设计

针对红外图像生成系统中图像生成的高实时性要求和高速大容量数据传输的特点,采用现代计算机图形生成技术与控制技术开发了新型红外图像实时生成系统;该系统采用高波特率光纤和内存映像模式实现了图像数据传输的实时性,保证了传输时间的准确性,采用双机模式实现了高帧速生成图像的精确控制;该红外图像实时生成系统已完成实验,取得了良好效果,在半实物仿真领域中具有推广价值.     

基于MOS—电阻阵列的红外动态图像生成系统

概述了所研制的红外动态图像生成系统的总体性能并重分析了各子系统的功能及设计原理。指出了系统的不足及今后需改进的目标。     

一种阵列电阻传感器的电阻检测电路设计

柔性电阻阵列传感器在生物信息检测领域有着巨大的应用,但由于阵列电阻间串扰的存在,使得该类传感器检测精度大大降低,本文基于等电势屏蔽方法设计实现了一种针对于阵列电阻检测的高准确性可变精度的检测电路,并通过Multisim进行阵列电阻检测仿真,经过仿真验证该电路最高可实现1%精度的阵列电阻检测。     

基于DSP的红外图像非均匀性校正技术的研究

分析了导致红外成像系统非均匀性的机理,介绍了红外焦平面阵列非均匀性校正的基本方法。采用两点校正和积分时间校正相结合的方法,利用TMS320VC5509A DSP完成了对红外图像的非均匀性实时校正。实验结果表明,本系统具有实时性好,实用性强的特点,能够满足红外焦平面成像系统的要求。     

飞机红外图像生成研究

红外成像仿真的关键环节在于红外图像的生成,飞机目标的红外图像生成是重要的研究内容,具有重大的军事意义和经济意义。基于理论分析和计算机技术提出了飞机目标红外图像生成的方法,根据红外物理学、空气动力学以及传热学等基本理论,建立飞机目标的红外理论模型,计算出蒙皮、尾喷管和羽烟等重点辐射区域的温度场和辐射场,利用灰度等级描述红外辐射信息,经过建模、视点变换、环境设置等一系列处理并渲染生成红外图像。实验结果证明,红外图像生成方法可行,结果可信。     

基于VTK的红外热图等温线提取

提出并实现了一种基于VTK(Visualization ToolKit)的红外图像等温线提取方法.首先对红外图像进行整体测温获得温度数据集,然后利用VTK提供的过滤器,实现等温线提取,最后利用VTK的数据接口获取等温线轮廓数据.本方法已经成功应用于红外序列图像自动配准和历史趋势分析系统中.实用表明,该方法简单、有效、稳定,具有一定推广应用价值.     

基于无线通信的红外热成像在线监测系统

铝厂在电解铝时,要求对铝溶液的温度进行实时监测,保证及时出铝来节约能源,另外由于回转窑长时间使用,部分窑壁会变薄,其表面温度会发生变化,常此以往会造成设备运行安全隐患;为解决铝厂的能源节约问题和生产安全隐患问题,应用红外热像仪对设备进行红外图像和CCD视频数据的采集,来监测设备的实时温度和运行状况,并通过无线和光纤进行数据传输,这样既满足了要求,又免去了布线问题和现场强电磁干扰问题;通过测试和现场应用,该系统能够满足铝厂的需求。     

基于电阻阵的多谱段目标模拟器设计

针对红外制导控制半实物仿真对多谱段目标模拟器的需求,对多谱段红外目标模拟器进行了研究.对国内外研究现状进行了简要的介绍,分析了多谱段目标模拟的设计思路和原理.通过设计多电阻阵的真空环境箱保证系统性能;通过详细的光学分析计算对光路变焦准直和光路合束原理进行了研究.设计了基于多电阻阵光路对准合成原理的多谱段红外目标模拟器方案.研究表明方案可行,并提出方案能达到的技术指标.     

基于生成对抗网络的红外图像数据增强

深度学习在视觉任务中的良好表现很大程度上依赖于海量的数据和计算力的提升,但是在很多实际项目中通常难以提供足够的数据来完成任务。针对某些情况下红外图像少且难以获得的问题,提出一种基于彩色图像生成红外图像的方法来获取更多的红外图像数据。首先,用现有的彩色图像和红外图像数据构建成对的数据集;然后,基于卷积神经网络、转置卷积神经网络构建生成对抗网络（GAN）模型的生成器和鉴别器;接着,基于成对的数据集来训练GAN模型,直到生成器和鉴别器之间达到纳什平衡状态;最后,用训练好的生成器将彩色图像从彩色域变换到红外域。基于定量评估标准对实验结果进行了评估,结果表明,所提方法可以生成高质量的红外图像,并且相较于在损失函数中不加正则化项,在损失函数中加入L1和L2正则化约束后,该方法的FID分数值平均分别降低了23.95和20.89。作为一种无监督的数据增强方法,该方法也可以被应用于其他缺少数据的目标识别、目标检测、数据不平衡等视觉任务中。     

开放空间长阵列红外线扫描定位系统的研究

文章介绍了开放空间长阵列红外线扫描定位系统的构成和工作原理,详细阐述了该系统中电子移位逐行扫描电路的设计、强日光红外线干扰处理和红外模块故障检测的实现,并给出了系统软件设计。该系统采用电子移位逐行高速扫描技术、系统故障自动检测技术和多种抗室外强日光红外线干扰措施,判别系统红外模块的故障位置和故障类型,实现了快速、精确定位,提高了系统的抗干扰能力以及定位的稳定性、可靠性和可维护性;并利用Delphi开发系统主控软件,完成定位结果的显示、输出、工作参数设置和状态检测等功能。该系统在实际工程中得到应用,效果良好。     

红外焦平面阵列传感器中带隙基准源的设计

本文提出一种适用于红外焦平面阵列传感器的高精度BiCMOS电压基准和电流基准设计方案。该方案采用新型电压基准输出级降低Brokaw带隙基准源中的厄尔利效应使电流镜电流完全匹配,同时减小电压基准的输出阻抗;接着利用共源共栅结构的偏置电流提高带隙基准的电源抑制（Power Supply Rejection,PSR）特性;最后通过四个MOSFET管将基准电压和电阻电压钳制相等,进而得到一个高精度、低温度系数的电流基准;而以单个二极管连接的MOSFET作为电流基准启动电路的方式,可更进一步降低电路复杂性。系统采用CSMC 0.5um BiCMOS工艺,利用Cadence Spectre工具对电路进行仿真。结果表明,在电源电压5V,-40°C到125°C温度范围内,基准电压和基准电流的温度系数分别为13.11ppm/°C和31.18ppm/°C,输出电流波动低于0.5%,整体电路的PSR为-86.83dB,解决了恒定跨导基准源精度低的缺陷,符合红外焦平面阵列对基准源高精度、高PSR和低功耗的要求。     

基于DSP的红外焦平面视频图像数字处理系统的设计

红外视频图像数字处理系统是红外焦平面阵列(IRFPA)探测器必备的后处理电路,本文提出了以TMS320C6203数字信号处理器为核心处理器实现红外焦平面视频图像数字处理系统的方案,给出了硬件框图和主要的算法实现,并对系统的功能和几项关键性技术进行了分析说明.     

红外焦平面阵列的读出电路结构

本文重点列举了国内外红外焦平面阵列的一些常用的读出电路结构,并对它们各自的特点作了简要的比较,最后对读出电路的未来发展方向作了一些简单介绍.     

自确认金属氧化物半导体气体传感器阵列及其应用研究

金属氧化物半导体(MOS)气体传感器阵列是机器嗅觉系统中获取目标气体信息的重要装置.由于气敏元件的材料特性,MOS气体传感器阵列在工作过程中不可避免地会发生突发故障及外界干扰,导致机器嗅觉系统的检测与分析性能下降.为了提升机器嗅觉系统的可靠性,在总结以往研究成果的基础上,提出了自确认MOS气体传感器阵列.该气体传感器阵列结合自确认传感器技术,能够实现自身的多故障检测与隔离、故障识别、故障恢复及测量质量评估等自确认功能.本文分别探讨了自确认MOS传感器阵列的硬件架构、功能模型及其关键技术.最后,介绍了一种面向大气环境污染气体监测的自确认MOS传感器阵列,实现了其异常状态监测与测量质量评估并对其有效性进行了验证.     

MOS气敏传感器阵列优化与工作温度选择

通过对金属氧化物半导体(MOS)气敏传感器阵列进行阵列优化和工作温度的选择,达到提高阵列选择性、降低其功耗的目的。实验采用10个MOS传感器组成阵列,在不同加热电压下,对不同浓度的苯、甲苯、甲醇、乙醇进行测试;利用四种特征选择方法进行阵列优化,同时对优化后的特征子集做Fisher线性判别(DFA)分析。结果表明,优化的阵列在比通用加热电压(5.0V)低的加热电压(4.4V)下工作,对四种物质的正确识别率由91.7%提高到100%。     

航空交错 TDI 红外影像复原

针对航空交错延时积分(Time delay and integration, TDI)红外影像奇数行和偶数行之间灰度差异、错动以及影像降晰问题, 提出了一种交错TDI红外影像复原方法. 首先采用对影像灰度差异不敏感的基于相位相关 (Phase-only correlation, POC) 的位移估计方法估计奇数行影像和偶数行影像之间的亚像素精度位移场. 其次以奇数行影像为参考, 根据位移估计结果对偶数行影像做点对点灰度校正, 并对齐奇数行影像和灰度校正后的偶数行影像. 最后采用BTV (Bilateral total variation)正则化超分辨率重建方法反降晰, 得到复原影像. 实验结果表明复原影像中奇偶行的错动得到有效补偿, 地物的边缘和纹理结构更加清晰, 影像质量显著提高.     

车辆红外图像的计算机仿真

真实的车辆红外图像的生成是红外场景生成和实现其虚拟漫游的关键技术,它也同时在遥感测量、交通管理、车辆设计、国防和军事等众多领域有着广泛地应用。分析了影响地面车辆红外特征的各种环境及内部因素,建立了车身表面热平衡方程,并以此提出车辆三维红外成像模型。还模拟了大气传输过程对红外成像的影响,并运用计算机图形学理论设计适合红外图像的绘制方法。最后给出了地面车辆红外图像的模拟结果。从实验结果看,该方法模拟效果真实,算法可靠。     

红外图像统计闭值分割方法

经典的统计阈值方法采用某种形式的类方差和作为阈值选择的准则,未考虑实际图像的特性,对目标和背景具有相似统计分布的图像的分割效果不甚理想。为此,利用阈值分割后两个类的标准偏差定义了一个新的阈值选择准则,并通过最小化此准则选择出最佳分割阈值。通过一系列实际图像上的实验结果表明,与现有的几种经典阈值分割方法相比,本方法分割图像的效果更好,尤其是对红外图像分割的效果更为明显。