自由空间紫外光通信系统中LED光传输模型研究

自由空间大气是紫外光通信的信道,光在大气中的传输特性直接决定了通信的质量。研究紫外LED光辐射的大气传输特性,以辐射传输理论为基础,分析了Bouguer定律的缺陷,并提出了修正方案;在单次散射原理基础上对大气中直射和斜射散射光传输特性进行了详细推导,结合LED配光曲线得出紫外LED光的大气传输解析模型。研究结果为紫外自由空间光通信系统的设计提供参考。     

紫外光通信大气传输特性及理论模型探讨

随着紫外光电器件的发展与成熟,紫外光通信作为一种新型的区域保密通信技术逐渐成为光学相关领域的研究热点.阐述了紫外光通信技术的原理,利用大气光学原理分析了紫外光大气传输的主要特性,结合目前国内外研究现状对比分析了紫外光大气传输特性的主要的理论模型和研究方法,并对紫外光大气传输特性研究的瓶颈和发展方向做了探究.     

紫外光非视线大气传输的实验研究

紫外光信息传输是一种新型的信息传输方式,凭借其可实现非视线信息传输的优势,具有广泛的应用前景.本文首先介绍了紫外光非视线信息传输的散射理论基础,然后搭建实验系统验证了非视线传输的可行性,最后分析了不同传输距离条件下非视线传输特性,为紫外光信息传输的深入研究奠定了坚实的基础.     

大气环境对激光制导武器的影响

文章简要介绍了激光制导武器的原理和分类,从大气环境对激光制导武器目标指示系统性能的影响出发,分析了大气环境对激光的吸收、散射、折射现象以及大气气溶胶、降雨、大气湍流、霾、云雾等对激光大气传输的影响,对提高激光制导武器的制导精度和大气环境的适应性具有重要意义.     

仿沙蚁POL-神经元的偏振信息检测方法的研究

大气偏振模式是太阳光在大气传输过程中,由于大气的散射作用而产生的偏振光所形成的特定的偏振态分布.大气偏振模式中蕴涵着重要的导航信息,大气偏振模式信息的有效获取是实现利用自然偏振光导航与定位的前提,本文根据沙蚁复眼中特殊的偏振敏感神经元结构,提出了一种仿沙蚁POL-神经元的偏振信息检测方法,并设计了检测系统.检测实验结果表明,该方法实现了POL-神经元对大气偏振模式信息的快速处理功能,实现了大气偏振模式中罗盘信息的准确检测.     

雨滴在船舶大气激光通信中的遮挡作用

虽然气候因素和大气本身对船舶大气激光通信系统的性能影响极大,但现有的研究多集中于讨论大气对激光束造成的散射衰减。本文指出在雨中的自由空间光通信主要受雨滴直接遮挡的影响,尤其是雨滴形成的投影间的重叠效应,该效应能够很好地解释大雨甚至暴雨中激光仍能通过的现象。文中结合雨滴尺寸分布模型,建立了船舶大气激光通信中雨滴遮挡作用的数理模型,对光在雨中的最大传输距离及其光强的衰减做了初步计算与实验。结果证明,该衰减模型是合理的,理论模型基本符合实验结果。该项研究为进一步探索船舶大气激光通信系统的性能奠定了基础。     

基于大气散射模型的单幅图像快速去雾

根据大气散射物理模型及光学反射成像模型,总结并分析了影响单幅图像去雾效果的3大因素,以实现对雾霾图像的快速去雾.基于光学原理,解释了暗影通道现象,从新的角度推导出了大气散射模型中各参数的求法.利用灰度开运算去除白色目标的干扰获得精确的环境光亮度,基于快速联合双边带滤波精确计算了大气散射函数,最后由光学反射模型计算了场景目标的反射率并有效截断至[0,1]区间.本方法可以消除天空及环境光线的影响,能真实复原场景的色彩和清晰度.仿真结果表明,对分辨率为576×768的图像处理时间仅为0.517 s,且视觉效果和客观指标比现有算法均有不同程度的提高.与现有图像去雾算法相比,本文提出的参数计算方法提高了运算速度、场景适应能力和复原效果.     

结合自适应雾气估计的快速单幅图像去雾

大气中水分子及微小颗粒对光的散射和吸收,使得在雾天条件下获取的图像严重降质,本文提出一种结合自适应雾气估计的快速单幅图像去雾算法。首先,该算法从大气散射模型出发,通过分析景深与亮度分量之间存在的相关关系,提出线性系数利用亮度分量来近似估计出景深,并通过最小滤波对明亮区域进行修正,得到粗略透射率;其次,观察到散射系数值与雾浓度呈正相关,从而结合雾浓度模型与指数函数提出自适应散射系数概念,估计出较准确的透射率;最后,根据大气散射模型复原出无雾图像。实验结果表明本文算法可以复原出清晰自然的无雾图像,明显提高了图像可见度,且具有较低的时间复杂度。     

单次散射近似研究非视线光传输中的误差

基于蒙特卡罗(Monte Carlo)方法建立了非视线光传输多次散射模型,引入大气光传输系统脉冲响应峰值大小,定量计算了单次散射近似研究非视线光传输时的误差大小。结果表明:大气吸收系数k_a对误差影响较小,误差随大气散射系数k_s和非视线传输光程S的增大而增大;当P值(k_s×S)＞3时,由于多次散射作用明显,误差＞80%;当P＜3时,误差随P值减小而减小,P＜0.3时,误差＜10%,此时单次散射近似可用来研究散射大气中非视线光传输问题。     

改进暗通道先验的航空图像去雾

目前较为流行的去雾算法都存在着过度增强以及增强不足,容易造成光晕效应以及色彩严重失真。提出一种基于四叉树细分的改进大气光估计方法以及一种改进的引导滤波用来解决这些问题。首先,对非重叠暗通道使用四叉树细分方法估计更加可靠的大气光值。然后,分析引导滤波在边缘区域的光晕效应产生的原因,对其加入自适应权重因子,用改进后的引导滤波对初始传输图进行优化。最后,用估计的大气光值和优化后的传输图根据大气散射模型得到去雾图像。实验结果表明:去雾后的图像颜色较为可靠,边缘区域光晕效应减弱。从颜色可靠性和细节增强度来说,提出的算法比现阶段的去雾算法有较为出众的表现。