自然环境下拉曼光谱遥测技术及其应用进展

拉曼光谱遥测技术主要用于在安全距离之下对一些危险品、违禁品、变质食品等进行现场快速检测。早期拉曼光谱遥测技术大多采用可见光或近红外激光拉曼光谱技术,为了避免环境光影响,常在实验室或夜间进行。近年来,因日盲紫外激光的拉曼光谱检测具有共振效应强、不受环境光干扰、人眼相对安全等诸多特性逐渐开始被广泛应用。本文在分析自然环境下远程拉曼光谱遥测技术基础原理上,归纳了国内外可见光或近红外激光拉曼光谱遥测技术和国内外紫外激光拉曼光谱遥测技术的研究进展和现状,分析了远程紫外激光拉曼光谱应用在反恐、禁毒和食品安全等领域的优势,最后总结了自然环境下拉曼光谱遥测技术的研究难点和发展趋势。     

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。     

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。     

扫描型IRFPA非均匀微扫描的无边框亚像元热成像处理算法

针对扫描型热成像中垂直方向微扫描帧间位移不再精确为半像素的情况,按照错位方向的不同,分别采用近似回代算法进行图像重构,并对不同错位方向中近似回代引进的误差进行规律分析,提出一种非均匀微扫描情况下的无边框亚像元热成像处理算法.该算法采用邻近像元对边界像元进行近似回代,并根据统计学原理对近似回代过程中引进的误差进行优化,获得与原始图像高度近似的亚像元图像.实验表明,效果明显好于过采样和直接的近似回代,并且算法简单,处理量小,易于实现实时处理.对提高扫描型热成像系统的技术性能指标具有重要意义.     

Comparison study of several underwater light scattering phase functions

Scattering phase function is assumed to be one of the most significant factors in the inherent optical properties (IOPs) of natural water. According to three criteria proposed for assessment, several commonly used empirical phase functions are compared with their related practical or theoretical scattering distributions in terms of fitting errors under the circumstances of typical seawater and single-component polydisperse systems. The optimal factors corresponding to the minimum fitting errors are also calculated. It is found that both the one-term Henyey-Greenstein (OTHG) and two-term Henyey-Greenstein (TTHG) phase functions agree well with the theoretical ones for small particles, while the Fouriner-Forand (FF) phase function can be used in the case of suspensions with large suspended particles. The fitting accuracy of OTHG is the worst, FF is better and TTHG is the best.     

显微热成像技术研究现状与展望

显微热成像系统不仅能观测物体的形状细节,还能观测温度变化的细节,因此对需要进行细微热分析的领域具有重要作用。本文对显微热成像技术研究的背景和意义进行了概括,简单介绍了显微热成像系统的组成及工作过程,总结了显微热成像技术国内外发展研究及应用的现状,最后对其存在的问题及发展动态进行了分析。     

彩色夜视融合图像熵评价研究

为了研究传统统计方法在彩色夜视融合图像质量评价的适用性,在分析各种统计方法的基础上,选择了“熵”作为客观评价方法,采用C-均值聚类方法和自动确定最佳颜色类数方法计算彩色图像熵。实验对10种不同场景的微光与红外图像采用4种融合方法产生的40幅彩色图像进行了熵计算和“感知质量”与“细节”主观评价。统计分析结果显示,“感知质量”与“熵”的相关性系数只有0. 41,说明熵统计方法在彩色夜视融合图像质量评价上存在困难。对采用统计方法评价彩色夜视融合图像质量存在问题作了讨论。     

热释电型非制冷焦平面热像仪调制斩波器的分析——斩波器与信号读出模式

对阿基米德斩波器及其工作状态进行了模拟，分析了探测器像元的曝光时间、曝光顺序、信号读出及其对后续信号均匀性处理的影响．结果表明：探测器曝光的非均匀性与信号读出模式直接影响后续信号的均匀性处理，阿基米德螺旋线的参数、探测器几何尺寸、斩波器与探测器的相对位置等均影响探测器的曝光顺序和电荷均匀性．在热成像系统总体设计以及电子处理系统设计时，必须综合考虑斩波器各参数的影响。     

HDR热成像系统动态范围特性测试评价方法

为了适应具有太阳、干扰弹、火光等强辐射背景下的高性能热成像应用,可适应温差达1 000~5 000 ℃以上强辐射干扰场景的HDR热成像成为国内外发展的重要方向。虽然HDR热成像系统动态范围测试系统组成与传统测试系统没有明显的差异,但目前尚没有适宜的测试方法和仪器,其核心在于缺乏大动态范围动态红外辐射源靶标。研究了一种HDR热成像系统动态范围特性测试评价方法,设计了一种新型的HDR动态红外辐射源阵列靶标,可获得温差不低于1 000 ℃的HDR动态红外辐射,实现HDR热成像系统动态范围特性的客观测试。实验结果表明:HDR动态红外辐射源阵列靶标在温度范围、稳定性、精度、调制频率等方面满足测试评价的要求,可实现快速、可靠的HDR热成像系统动态范围特性测试,对于推进HDR热成像技术研究和系统测试评价具有指导意义。