Subpixel Reconstruction Algorithm in Staring FPA Nonuniform Microscan Imaging

For the nonuniform microscan system where the interframe translation is no longer equivalent to accurate halfpixel,a 2-dimension non-interpolated subpixel algorithm is proposed to consider arbitrary value of microscanning. The aim of the proposed algorithm is to restore double resolution from 2×2 undersampled frames. To solve the ill-posed problem in the process of image reconstruction,the prior boundary condition is introduced,and the proposed subpixel reconstruction algorithm is reformulated into the form of line-by-line backward propagation iteration for reducing the calculation complexity. Since the direction of movement offset relative to the accurate halfpixel determines the transfer matrix of the image degradation process,the reconstruction is classified into 4 types when 2×2 microscan model is applied. All the simulation results and experiment data demonstrate the double resolution improvement compared with the undersampled images. The focus problem,scarcely any possibility of the operation with accurate halfpixel micromotion,is figured out for enhancing the feasibility of subpixel reconstruction used in practice.     

微米级电容式静力水准器设计及标定研究

基于当前高能同步辐射光源(HEPS)装置的沉降监测需求,课题组设计关键参数和结构,研制了国内首个微米级单极板电容式静力水准器样机。本文重点研究该水准器的标定和精度验证,针对传统的标准量块和位移台标定法存在标定精度低、机械加工要求高等问题,创新性采用单水准器直接标定法和多段拟合参数获取方案,实现10 mm量程的微米级标定;同时提出采用激光反馈干涉仪联合纳米级位移台直接监测液位变化,实现单水准器的全量程精度验证,精度3μm;通过重载位移台进行了7 m距离的两点监测系统的精度验证,在10 mm量程内相对高程监测精度可达到5μm。结果表明样机精度符合设计要求,可为我国大型装置的高精度高程向监测提供可靠手段。     

共光轴实时彩色融合系统

长波红外与可见光图像的自然感彩色融合有助于观察者快速感知环境和发现目标,而共光轴结构对于提高融合图像质量和简化配准算法具有独特的优势。为满足战场侦查、监视等需求,设计了一种基于TMS320DM642数字信号处理器和ATmega32单片机的共光轴实时彩色融合系统。融合系统的长波红外和可见光成像系统平行放置,利用分光镜和反射镜实现光路分离,通过视场匹配和光轴校准实现双波段视频图像完全配准。图像处理程序基于DSP/BIOS嵌入式操作系统开发,根据视频图像的特点,采用基于CbCr查找表的自然感彩色融合算法。针对硬件特点,对融合算法进行优化,使720 pixel×576 pixel的单帧图像融合时间为9.18 ms,满足25 frame/s的实时融合要求;融合图像呈现自然色彩,场景中的热目标易于辨识。文中对共光轴融合系统设计、实现过程中相关问题的研究具有参考借鉴价值。     

嵌入式警用枪支指纹识别系统

介绍了嵌入式指纹识别系统在警用枪支上的应用,围绕小体积,高性能,低功耗,实时性等要求在软硬件上给出了可行的设计方案.该系统采用新型传感器,高性能ARM处理器和实时操作系统Vxworks使得整个识别模块达到手枪上的应用要求,大大提高提供了警用手枪使用的安全性.     

电磁聚焦移象系统中静电聚焦场的逆设计

本文对电磁聚焦移象系统中静电聚焦场的逆设计进行了研究,利用多电极系统静电场的电位迭加原理,建立了数学模型,用最优化方法对系统的静电聚焦场进行了设计计算。     

外场微光像增强器成像效果对比评测方法与系统

以像增强器为核心成像器件的微光夜视技术一直是国内外重点发展的关键技术,广泛应用于军用夜视领域。直接对比分析不同型号像增强器输出图像特性的评测方法是评价像增强器成像性能最为直观的重要维度,但由于像增强器为直视型成像器件,带来野外实验光路搭建、多路视频同步录制、不同外型尺寸像增强器适配性等多方面的挑战。因此,本文研究了外场微光像增强器成像效果对比评测方法,研制了包含双像增强器成像光路、低照度CMOS成像光路与激光测距机的光轴平行对比评测系统,可实现同时观察和多路像相机的成像数字视频的采集;系统可便捷地适配安装多种不同外型尺寸、不同供电方式的典型像增强器,同时包含激光测距功能,可测量观察目标的距离;在上位机软件中集成多个无参考图像质量评价指标,可通过数字图像处理技术辅助观察者判断不同型号像增强器成像效果的优劣。实际外场测试实验表明测评系统方便可行,能够反映不同成像光路的成像效果,可反馈指导像增强器生产制造工艺的进一步优化,促进微光夜视技术的发展。     

一种彩色夜视实时图像融合系统

在彩色夜视图像融合基础上,针对线性组合算法和直接映射算法实时性高的特点,提出了一种基于CPLD的双通道彩色夜视的实时图像融合系统,并阐述了其设计原理,系统的结构、特点和功能.用verilogHDL硬件描述语言实现了相关的算法和设计.实验结果表明,融合图像接近自然色彩,同时能够反映两个波段的图像的特点.该系统可以实现实时的线性组合算法和直接映射算法,将红外与微光或者微光与微光等不同波段组合,是一种简单、高效彩色夜视系统.     

采用中波红外偏振成像的目标探测实验

目前国内红外偏振成像技术的研究尚处于初步的实验阶段,需要开展具有针对性的红外偏振成像实验.以支撑红外偏振成像理论和技术的研究.基于高灵敏度的中波制冷焦平面探测器,搭建了中波红外偏振成像系统,并针对特定场景中的典型目标,开展了红外偏振成像实验,获得了有效的实验数据和成像规律,并基于HSV颜色空间对偏振信息图像进行了融合再...     

基于场景理解的双波段彩色融合图像质量评价

图像质量评价是双波段彩色融合处理算法及系统评价的基础,文中研究了一种可见光与红外彩色融合图像质量评价方法。提出了基于场景理解的图像感知质量PQSU 综合评价指标,选择三类典型场景彩色融合图像进行了主观视觉评价实验; 通过对已有评价指标与PQSU 综合指标的主观评价实验结果进行多元线性回归分析,建立了PQSU 的预测模型。结果表明:融合图像的场景颜色协调性与自然感高度相关;利用图像清晰度和颜色协调性可以有效地预测PQSU;针对不同场景类型,已有评价指标在PQSU 的预测模型中所占的权重有所不同,但预测模型的基本形式保持不变。文中提出的PQSU 及其预测模型为进一步发展融合图像质量客观评价模型奠定了基础。