深空双波段红外动态场景仿真与目标分析

为了提高深空中红外探测器探测波段选择的效率以及反映目标真实的在轨状态,文中研究了空间目标动态红外图像的生成技术以及双波段红外图像的仿真。结合从STK获得的空间目标的运行轨迹和姿态数据以及从3DS MAX获得的目标模型数据提出了一种进行空间目标红外成像仿真的方法。首先分析了深空背景中目标的红外辐射特性以及目标在中波和长波两个波段中的辐射特性,为探测器波段参数的选择提供了依据;然后介绍了用节点网络法求解热平衡方程的方法并且简化了求解过程,提高了效率;最后阐述了空间目标红外成像系统的理论模型,实现了空间目标的红外可视化建模与仿真。仿真图像对新型系统的研制和红外图像处理算法的研究有重要的意义。     

目标红外偏振特性的影响因素研究

红外偏振是近年来发展起来的一种新技术,对增强目标与背景的对比度、识别伪装目标效果明显.本文设计了一套红外偏振成像系统,并制作不同粗糙度、不同材料的样板,在不同的观测角进行偏振成像实验,研究粗糙度、材料和观测角对目标偏振特性的影响.实验结果表明,表面越光滑,目标偏振特性越明显;不同材料的目标,偏振度不同;随观测角度增加,偏振特性也越来越明显.研究初步表明,粗糙度、观测角和目标材料是决定目标偏振特性观测结果的重要因素,目标偏振特性影响因素的研究对偏振探测技术的应用具有一定的指导意义.     

两档变焦面阵扫描红外光学系统设计

提出了一种三次成像红外两档变焦面阵扫描光学系统,在传统红外二次成像光学的基础上,增加了两档变焦的前置望远系统,通过变焦组单一组元沿光轴方向移动,来实现两档焦距切换。变焦组沿光轴方向的微调,可实现不同工作温度的补偿与不同物距的清晰成像。在中间平行光路中,引入振镜,通过振镜以特定频率进行相应角度范围的往返扫描,来补偿由于扫描平台转动带来的曝光时间内的物面的移动,保持系统在旋转扫描时成像清晰与稳定,没有拖影。系统结构紧凑,可实用于两档变焦搜索与跟踪一体的红外系统中。     

二维差分预测Rice算法在图像数据压缩中的应用

提出一种新型二维差分预测方法,该方法可实现双序列差分预测与“Zig?蛳Zag”扫描差分预测,解决了一维差分预测方法不能有效剔除数据冗余度的问题。压缩时,用新的预测方法对数据进行预处理,再用原有编码器对数据进行编码;解码时,先采用原有解码器进行解码,再使用新的预测方法的逆过程对解码后的数据进行后处理,重构出原始数据。实验结果表明：该方法可以更有效地剔除冗余数据。与原压缩算法比较,采用新的差分预测方法可以提高数据压缩比。     

红外成像目标跟踪的MHT改进算法及其DSP硬件实现

探讨了改进的MHT(多假设跟踪)算法及其在红外成像跟踪系统中的应用。根据红外目标及背景的特点，对红外图像数据进行自适应的空间滤波预处理后，运用改进的MHT算法实施目标识别和航迹跟踪处理。并利用4片TMS320C6000系列DSP组成流水线处理结构，实现了该算法的硬件并行处理，取得了良好的实用效果。     

基于复折射率的偏振模型及其应用

红外偏振成像技术近年来发展迅速,但偏振机理等方面的研究仍处于起步阶段.为深入研究红外辐射偏振特性的产生机理和影响因素,本文提出了一种基于复折射率的偏振模型.模型基于空气-光滑介质表面建立,适用于吸收性介质和非吸收性介质.偏振模型以介质的复折射率为参数,观测角为输入,可以输出红外辐射水平分量和垂直分量的反射率和发射率,也可以输出反射辐射和自发辐射单独作用时的偏振度.基于提出的模型,结合MATLAB仿真,文中分析了反射辐射和自发辐射偏振性的产生机制,以及反射辐射和自发辐射对目标偏振特性的影响.偏振模型的建立,有助于深入理解红外偏振,并为偏振探测提供理论支持.     

空间目标红外偏振特性分析

目标红外辐射包含自发辐射和反射辐射两部分,通过理论建模对目标自发辐射和反射辐射起偏机理进行分析,并得出两者的叠加将会引入消偏。空间目标偏振特性不仅与表面材料、观测角等因素有关,由于空间目标处在一个变动的辐射环境下,在日照区和阴影区,反射辐射和自发辐射的能量分布情况会相差很大,因此空间目标的红外偏振特性也会有较大的变化。对在不同的辐射环境下对空间目标的红外偏振特性进行了建模仿真分析,最后在实验室条件下,对空间目标常用材料进行红外偏振探测实验,并对实验数据进行分析得出结论。     

中值直方图在线列扫描系统中的应用

针对红外线列扫描系统所特有的垂直于扫描方向的条状噪声,本文采用Tendero所提出的基于中值直方图均衡的校正算法对其进行非均匀性校正.并且在计算中值直方图时,采用IQR加权算子来弥补采用高斯加权算子时所导致的过度平滑问题.实验表明,本算法简单快捷,易于工程实现,不仅可避免一般场景法存在的“鬼影”问题,而且具有较好的图像视觉质量.     

弱目标检测系统中红外焦平面阵列非均匀性校正算法的研究

提出了一种在弱目标检测系统中,线列或面阵红外焦平面的非均匀校正算法-基于可变积分时间和均衡噪声的两点现场校正算法.该算法充分结合了基于标定的校正算法和基于景象的校正算法的优点,考虑了焦平面阵列在不同积分时间下暗电流的变化、有效地均衡了各探测单元的噪声影响,使目标的信噪比达到了最佳效果.实验结果表明该方法在校正性能和对弱目标的提取能力上要明显优于两点校正算法.     

大面阵红外图像高速传输系统设计

探讨了一种大面阵红外图像高速传输系统的原理、结构及其实现。针对红外成像系统的要求,提出了一种基于FPGA的大面阵红外图像高速传输方法,并利用光纤传输技术与aurora协议来实现。该方案不仅实现了大面阵红外图像的高速传输,而且实现了高速、可靠的指令通信。