基于光线追迹法的低温辐射计光吸收腔设计

当前,工作在液氦温度的低温辐射计可以有效规避电路系统中非自发加热带来的误差,是国际上精度最高的光功率计量设备。理想低温辐射计在工作过程中,其核心器件-吸收腔对相同的热功率与电功率应当表现出相同的温升。然而对于实际情况,由于吸收腔涂层中复杂的光-物质相互作用,系统的光-电加热路径难以重合,黑体腔热传导分布的梯度差异导致误差的产生。当前国际上对光电不等效性产生的影响仍缺乏直观清晰的认知。在此,利用蒙特卡洛光线追迹方法,文中对低温辐射计吸收腔辐照度的空间分布进行了仿真。计算表明:当吸收腔斜底角控制在60°,涂层吸收率达到0.95时,系统在激光进入的第一次与第二次反射中分别吸收了98%与1.9%的能量,比例约为51.2∶1。通过在吸收腔斜底板和下侧面同时布置加热器,可实现光加热、电加热路径的耦合。进一步地,通过分别计算单加热器与双加热器布置下系统温度随时间的变化,文中证明了加热路径的不同将引入约为0.005%的光电不等效性。     

Radial Basis Function Neural Network Based Super-Resolution Restoration for an Undersampled Image

To achieve restoration of high frequency information for an undersampled and degraded low-resolution image, a nonlinear and real-time processing method the radial basis function (RBF) neural network based super-resolution method of restoration is proposed. The RBF network configuration and processing method is suitable for a high resolution restoration from an undersampled low-resolution image. The soft-competition learning scheme based on the k-means algorithm is used, and can achieve higher mapping approximation accuracy without increase in the network size. Experiments showed that the proposed algorithm can achieve a super-resolution restored image from an undersampled and degraded low-resolution image, and requires a shorter training time when compared with the mulfiplayer perception (MLP) network.     

双目立体视觉技术的实现及其进展

阐述了双目立体视觉技术在国内外应用的最新动态及其优越性。指出双目体视技术的实现分为图像获取、摄像机标定、特征提取、立体匹配和三维重建几个步骤,详细分析了各个步骤的技术特点、存在的问题和解决方案,并对双目体视技术的发展做了展望。     

红外场景辐射模拟技术发展

硬件闭环仿真系统是红外图像搜索制导系统、热像仪以及前视红外系统研制中的重要设备,红外场景辐射模拟器(红外投影仪)则是该设备中的核心器件,从辐射产生传输的角度,可主要将其分为4类:发射型、透射型、反射型以及激光型.介绍了各类型中典型模拟器的基本原理以及典型结构,并给出了部分关键性能参数(模拟温度动态范围、温度分辨率、空间分辨率、帧频).     

非共轴长波红外偏振成像系统设计

围绕长波红外偏振成像系统的硬件研制、系统校正和基本性能指标测试3方面工作,构建了较为完整的成像技术方案:从方案选择、系统组成、光学部件、电路原理介绍了系统的硬件研制;分析了系统四通道响应非一致性的来源,阐述了分段线性校正法的基本原理,并展现了其对四通道红外图像的校正效果;通过实验测量得到单通道NETD值约为60mK,并绘制了单通道MRTD性能曲线,基于对应特征点统计得到了系统成像中心位置偏差约为4个像素,图像配准误差约为1.2个像素.最后,给出了车辆目标的长波红外偏振信息解算图像.     

彩色融合图像的质量主观评价

考虑人眼主观评价在彩色融合图像质量评价中的重要作用,设计了52人的彩色融合图像质量主观评价实验。采用"目标背景的感知对比度","清晰度","颜色协调性","颜色自然感"4个单一评价指标以及"基于目标探测的图像感知质量","基于场景理解的图像感知质量"2个综合评价指标对绿地、海天和城镇3类典型场景、8种融合算法获得的240幅彩色融合图像进行了主观评价,并依此进行指标分值归整及相关性分析,建立了2个综合指标的预测模型。实验结果表明:彩色融合图像的"颜色协调性"和"颜色自然感"有较高的相关性;基于目标探测的图像感知质量可用"目标背景的感知对比度"和"清晰度"来描述,基于场景理解的图像感知质量可用"颜色协调性"和"清晰度"来描述。但是对于不同的场景,每个指标的影响效果不同,所以预测模型中的权重系数不同。     

视觉评价夜视彩色融合图像质量的实验研究

提出夜视彩色融合图像质量评价的三个基本指标是“目标探测性”、“细节”和“色彩”,并且通过视觉评价实验,研究了“感知质量”与这三个指标的相关性．对十个场景的微光与红外图像采用四种融合算法产生的40幅假彩色图像进行评价实验,实验结果得出：融合图像都有好目标探测性,感知质量与目标探测性的相关性很小;感知质量与细节的相关系数是0．89,感知质量与色彩的相关系数是0．75．说明在满足目标探测性要求条件下,细节是视觉感知融合图像质量的最主要评价指标,而且色彩成为夜视彩色图像质量的一个重要指标．     

THz主动焦平面成像系统的MRC匹配滤波器模型

太赫兹焦平面成像技术具有成像分辨率高、时间周期短、系统简单,体积小等诸多优点,在安检和工业检测等领域具有广泛的应用前景。由于目前太赫兹焦平面器件灵敏度尚低,大多只能采用主动成像模式,且目前尚没有较公认可测试的THz主动成像系统性性能评价参数及其模型,难以为其系统设计提供理论基础和方法指导。本文结合太赫兹射源及焦平面探测器特性,同时考虑目标-背景特性、大气衰减及器件衰减等影响,研究建立了太赫兹主动成像系统的最小可分辨对比度匹配滤波器模型。并结合文献示例以及实际太赫兹焦平面主动成像系统的测试结果,验证了最小可分辨对比度模型。结果表明：实验测量值和计算值基本一致,误差在合理范围之内,从而表明了本文模型的有效性。     

THz焦平面连续波透射成像系统的成像面积及对比度

研究了THz辐射和THz焦平面器件的特性,分析了THz焦平面探测器连续波透射成像系统的能量传输过程。考虑大气衰减、器件限制等影响因素以及连续激光照射、目标场景与焦平面探测器之间的信号传递关系,推导出了连续波透射成像系统的成像面积及对比度两个重要的参量模型。然后设计并组建了连续波THz透射成像系统。根据所建模型分别对信封中的环三亚甲基三硝铵(RDX)粉末和塑料盒中的金属刀片两种不同被测物体的成像面积及对比度进行了计算。结果表明:基于理论推导的两种实例其最大成像面积可达4.74cm×6.32cm和3.534cm×4.712cm,图像对比度分别为0.242 2和0.306。与美国麻省理工学院(MIT)的成像系统进行了对比,该系统的成像面积为3cm×3cm或4cm×4cm,与本文推导结果处于同一数量级,由此验证了本文提出的模型和方法的合理性和有效性。     

基于YUV空间色彩传递的可见光/热成像双通道彩色成像系统

实现了基于DSP/FPGA的可见光与热成像双通道图像实时融合系统。选用Altera公司的Cyclone II FPGA首先对可见光和红外热图像进行彩色融合,再利用TI公司的TMS320DM642实现YUV空间的色彩传递,将白天光照下彩色图像的颜色信息传递给融合图像,使其更接近自然色彩,尽可能反映出更丰富的场景信息。文章阐述了系统原理、特点和功能,经实验证实,本系统可以实时实现树林、陆地背景下有效的色彩传递。