基于多幅同目标图像和HMM的SAR图像目标识别

该文提出了一种基于多幅同目标图像和隐马尔可夫模型的合成孔径雷达图像目标识别方法。该方法通过小波域主成分分析提取目标图像特征向量,结合多幅不同方位角下的同目标图像的特征向量生成单幅图像的特征序列,用隐马尔可夫模型对特征序列进行识别。实验结果表明,该方法可明显提高目标的正确识别率,是一种有效的合成孔径雷达图像目标识别方法。     

偏光片细微外观缺陷偏振成像检测方法

针对偏光片细微外观缺陷难以成像、难以检测的问题,该文提出一种基于偏振成像的外观缺陷检测新方法。通过缺陷偏振态指标测量结果,定性描述了对比度增强机理。利用缺陷与正常区域之间透射光偏振态的显著差异,大幅提高缺陷的成像对比度,从而简化后续图像处理算法,提高检测速度和准确率。实验结果表明,偏光片外观缺陷平均检出率达到97.3%,平均单个样品检测时间约为0.22 s,基本满足产业化应用要求。     

340 GHz稀疏MIMO阵列实时3-D成像系统

介绍了一种基于稀疏MIMO(Multiple Input and Multiple Output)阵列的340 GHz三维成像系统.系统采用水平放置的4发16收稀疏MIMO阵列配合垂直维的聚束扫描实现方位维的高分辨成像,每个发射通道的波形为16GHz带宽的线性调频连续波信号,通过脉冲压缩实现距离维的高分辨.测试结果表明,在4 m的探测距离(光程)上,成像系统方位向、垂直向和距离向的分辨率分别达到14 mm、10 mm和12 mm,通过对人体隐藏枪支的三维成像实验验证了系统对人体携带危险品的探测能力.     

基于级联卷积神经网络的疲劳检测

为了诊断热核聚变等离子体状态,研制了用于热 斑区等离子体诊断用的新型X射线光谱仪,能够同 时探测X射线光谱与聚爆靶图像信息。光谱检测功能由4块椭圆晶体分析器实现,材料分别 为α-石英(1010)、 α-石英(2023)、α-石英(1011)和Si(111),几乎能够覆盖2~20 keV能带范围内的X射线特 征光谱。光谱检测 结构为光源位于椭圆的一个焦点,其辐射光谱经过椭圆反射聚焦于椭圆另一焦点,由X射线 成像板(IP)接收。图 像检测功能由分幅相机匹配小孔阵列成像完成,理想状态能够得到20 幅不同时间的聚爆靶图像。在谱仪与 聚爆靶之间的调整台上设置厚为60μm的Be膜,以保护针孔与晶体避 免聚爆溅射碎片破坏。在中物院“神光- Ⅱ”升级装置上进行了打靶实验,获取了X射线光谱与聚爆靶图像信号。分析了光谱及图像 信息,并针对光谱 仪漏光问题改进了光谱仪结构,最后在神光-Ⅲ原型装置上进行了验证实验并获得比较理想 的图像信号,信噪比(SNR)数据达到15dB。     

基于时空域滤波的红外弱小目标背景抑制

在红外成像探测系统中,对红外图像背景进行有效的抑制是准确检测出弱小目标的前提条件.基于目标在空域局部灰度稳定和时域运动连续的约束,提出了一种基于时空域滤波的红外弱小目标背景抑制新方法.首先,利用引导滤波保存图像细节和时域偏微分方程提取图像中突变区域的优势,实现对图像空域与时域中平稳和强起伏不同特征复杂背景进行抑制处理;然后,将时空域背景抑制结果利用相与操作算子处理完成对高度类似弱小目标信号的剔除;最后,为恢复前期抑制结果中丢失的目标信息,利用时空域融合结果作为引导图像进行进一步优化处理,得到最终背景抑制结果.仿真实验采用两组低信杂比运动弱小目标红外图像序列进行方法验证,并将该方法与几种背景抑制方法进行了比较,实验结果表明:该方法无论从主观视觉还是客观评价指标上均优于其他几种方法.     

基于面阵凝视扫描成像的声光光谱成像系统及其图像拼接验证试验

可见---近红外波段(400~1000 nm)成像光谱仪是光谱探测的重要组成部分。基于地基可见-近红外成像光谱仪的实际应用要求,提出了一种采用面阵探测器的凝视扫描成像光谱仪。该光谱仪还采用了一种新型分光器件声光可调谐滤波器(Acousto-optic tunable filter, AOTF)。其特点在于光谱的选择和施加在它上的射频信号频率相关;通过程序控制射频信号,就可以控制光谱。利用设计的光谱成像原理样机进行了地基月球观测实验。基于实验的特点,在光学设计的基础上增加了另一路共轴辅助光学,以进行粗定位。在获取成像结果之后,进行了辐射定标和尺度不变特征变换(Scale Invariant Feature Transformation, SIFT)图像拼接处理。结果表明,利用二维指向机构和面阵凝视成像系统,结合SIFT图像拼接算法,可有效获取宽幅高分辨率光谱图像。     

同步扫描水下激光成像的角分辨率极限

同步扫描水下激光成像技术是一种能有效抑制后向散射的水下成像技术,它采用高度准直的激光束照明水下目标,通过扫描扩展横向视场,结合载体的纵向运动得到目标的二维灰度图像。建立了目标反射率的一维理论模型,通过该模型分析了激光发散角和采样角对同步扫描水下激光成像系统角分辨率的定量影响。结果表明,若激光发散角为δ,并以对比度衰减至原始目标的0.2倍为下限,则系统的角分辨率可达0.6δ。     

多通道SAR-GMTI技术的研究进展

基于合成孔径雷达的多通道运动目标检测系统( SAR-GMTI)可以在对地面静止场景进行高分辨率成像的同时完成强杂波环境下的慢速运动目标检测,在军事和民用领域中具有很高的应用价值。首先,简要介绍了多通道SAR-GMTI系统的基本概念,对比了机载与星载、SAR成像与GMTI的同时与分时处理等不同系统的特点,并系统梳理了国内外研究现状;然后,选取分布式SAR-GMTI系统和基于MIMO的SAR-GMTI系统两个方向进行重点分析;最后,探讨了SAR-GMTI系统的研究重点,并对其发展进行了展望。     

基于改进U-Net的SPECT骨显像病灶分割研究北大核心CSCD

在核医学中,单光子发射计算机断层(single-photon emission computed tomograpy,SPECT)骨显像是辅助医师诊断癌症的重要手段。针对骨显像图像信噪比低、边界模糊、病灶小难以提取和人工勾画病灶耗时等问题,提出一种基于改进U-Net网络的骨显像病灶自动分割算法。该算法在U-Net的原卷积块基础上,采用了多尺度密集连接(multi-scale dense connection,MDC)的方式来提高对小病灶特征的提取能力,同时解决了网络加深后出现的梯度消失问题。其次,为提取病灶的细节特征,在密集连接和跳跃连接处引入了注意力机制结构。最后,针对使用小样本数据集,模型难以收敛的问题,采用迁移学习的方法,优化了模型的初始参数,提升模型的泛化能力和分割效率。此外,为了降低计算量、进一步提高分割效果,对数据集进行了裁剪和去噪。同时,将处理后的图像采用旋转、镜像等方法进行了数据扩充。实验结果表明,改进的U-Net的识别精确率(precision)、平均交并比(mean intersection-over-union,mIoU)分别能达到0.7352、0.4673,效果优于目前主流的分割算法,具有一定实际应用价值。     

目标运动对步进频率毫米波雷达图像匹配识别的影响研究

本文首先简单介绍了步进频率信号的数学模型,给出了一维距离像的外形包络表达式。接着,针对某小口径(155mm)高距离分辨率步进频率毫米波雷达导引头,分析了当弹目存在相对运动时的一维距离像数学模型。按照这一模型,通过计算机对实际系统的模拟仿真,深入研究了多普勒效应对目标一维距离像的影响。最后,获得了给定高距离分辨率步进频率毫米波雷达中,用一维距离像匹配辨识目标的速度不补偿条件。