基于双积分模拟重构大动态范围CIS系统研究

提出一种采用列共用模拟重构电路和双积分三采样工作时序的CMOS图像传感器(CIS)系统架构,可实现光电响应曲线压缩和像素固定模式噪声(FPN)消除,提高传感器动态范围到83 dB,使成像质量提高.该结构具有与单采样相同的像素阵列,仅增加很小的处理电路.改进的工作时序优化了长积分、短积分和信号处理的时序分配.系统控制由FPGA实现.功能和数模混合仿真验证表明,方案是可行的.     

基于作用距离的红外探测系统工作波段选择方法

选择合适的工作波段对获得性能优越的红外探测系统具有十分重要的意义.通过对红外探测系统与高光谱遥感工作波段的选择原则进行比较,从探测原理出发,结合高光谱遥感类间可分性的波段选择思想,发展了一种基于作用距离的波段选择方法.仿真结果表明,这种方法是可行的,能有效地计算出符合要求的工作波段参数.     

基于标准黑体的物体表面发射率计算方法研究

红外测温仪器的精度和被测物体表面的发射率对测量物体红外辐射特性的准确性影响很大。为了提高物体表面发射率的计算精度,先通过标准黑体对红外热像仪进行标定。然后,利用标定好的红外热像仪测量温度,计算出被测物体表面的发射率。将基于神经网络的红外热像仪标定方法应用到目标发射率的求解方法中,有效地消除了热像仪的系统误差。测试装置简单,测试结果准确。同时,温度和发射率的精确测量为红外隐身材料的研制奠定了基础。     

人体头发中重金属元素铬含量的高光谱检测

头发中的重金属含量可以反映出人体健康的变化。提出了运用高光谱数据检测头发中重金属元素铬含量的方法。对头发的透射率波长曲线进行了包络线消除、吸收特征参量化等处理。以化学检测的铬含量作为标准数据,化学检测精度可达90%以上。然后训练人工神经网络,通过调节网络的隐含层层数、结点数和激活函数来优化模型。实验计算表明,隐含层层数为1,结点数为7或9的人工神经网络的预测效果较好。利用统计实验结果对人工神经网络的内部精度和外部精度进行评价。人体头发中铬的敏感波段为1380 nm～1550 nm、1880 nm～2100 nm、2120 nm～2210 nm;训练后的神经网络预测的均方根误差为13%,精度达87%。实验结果表明,应用高光谱技术可以快速无损地检测人体头发中的重金属元素铬的含量。     

红外热成像仪在电加温玻璃生产中的应用研究

介绍了红外热成像技术的工作原理。首次提出将红外 热成像技术应用于电加温玻璃生产,并对其可行性和有效性进行了验证。进一步研究了红外 热成像仪在电加温玻璃测试和检验中的应用技术,并列举了三例实际应用情况。研究结果表明,红 外热成像仪不仅可以定性分析电加温玻璃制品的加热均匀性和定量检测制品表面的加热温差值, 而且还可以对制品进行无损检测、查找和分析其缺陷以及指导工艺改进工作。     

一种红外热像仪扫描方法研究

对一种单元探测器热像仪的扫描方法进行了研究,单元热像仪的成像需要进行行扫描和帧扫描才能完成一幅图像。为了提高热像仪的灵敏度,探测器采用了液氮制冷的中波红外探测器件。文中介绍了热像仪的扫描原理和扫描方法,重点解决了帧扫描方法所用的凸轮机构及其驱动方式以及行扫描和帧扫描的同步问题。此方法在某型红外热像仪研制中成功得到了运用,扫描平稳,其温度分辨率达到了0.01°。其扫描方法可以应用到其它热像仪的设计。     

一种用热像仪获得烟幕透过率的方法

提出了一种用热像仪测试烟幕透过率的方法。经详细分析烟幕遮蔽前后热像仪探测器接收到的红外辐射情况,并经理论推导得出：不考虑烟幕释放对环境辐射和大气辐射的影响时,只需用热像仪对同一场景拍摄其烟幕释放前后的图像,利用这两幅图像的灰度信息即可获得烟幕的透过率,并且,只要场景选择合适,应用该方法可以测得烟幕的透过率分布。论文最后讨论了减小透过率计算误差的方法和获得烟幕透过率分布的技术途径。     

高光谱成像系统在中医舌诊中的应用研究

舌诊是传统中医诊病的重要方法,然而传统舌诊中存在一个很大的问题是具有主观性,难于进行定量化描述.随着计算机技术的发展,图像处理和模式识别技术正在用于舌诊的辅助诊断.目前舌图像的采集方法基本都是使用数码相机,所提供的舌图像包含的病理信息有限,使得分析算法非常复杂且效果不甚理想.针对这种情况,提出使用高光谱成像系统代替数码相机进行舌图像的采集.由于高光谱舌图像具有丰富的图谱信息,初步试验表明了这一方法的有效性,为中医舌诊提供了一种新方法.     

基于高光谱成像技术的青花椒产地识别研究

目的 基于高光谱成像技术结合机器学习建立一种青花椒产地的快速识别方法,实现四川、贵州、云南、重庆等10个青花椒主要产地样品的快速无损鉴别。方法 本研究利用全平皿法、五点平均法和中心点法3种不同的兴趣区域(region of interest, ROI)提取方式,获得平行光谱数据,分别采用5种预处理方法消除数据噪声提升模型性能,并比较了偏最小二乘判别分析(partial least square-discriminant analysis, PLS-DA)、随机森林(random forests, RF)和支持向量机(support vector machine, SVM) 3种模型的产地识别效果。结果 采用全平皿法提取兴趣区域,通过二阶导(second derivative, D2)预处理后建立的RF模型分类效果最佳,训练集和测试集的准确率均可达到100%。进一步采用连续投影算法(successive projections algorithm, SPA)选择27个特征波长建模,结果表明多元散射校正(multiplicative scatter correction, MSC)-RF模...     

星载高光谱成像仪光学系统的选择与设计

本文概述了目前高光谱成像仪所采用的光学系统结构,分析讨论了棱镜色散、光栅色散、傅立叶变换三种主流高光谱成像仪分光方式的结构原理和优缺点,棱镜色散光能利用率高,但体积大,棱镜材料受空间环境变化影响较大,光栅色散效率低,但体积小,受环境影响小,傅立叶变换光谱成像系统由于分光棱镜的存在,能量至少损失50%以上。文中对国内外高光谱成像仪采用较多的Offner凸光栅光谱成像系统进行了论述,根据应用目标设计了一个离轴三反射镜望远系统和变倍Offner凸光栅组合的高光谱成像仪光学系统,该系统具有体积小、成像质量好、无光谱畸变的优点,通过加大光学系统的相对孔径,增加系统的入射光能量,弥补了光栅衍射效率低的缺点。