采用降维技术的红外目标检测与识别

提出了一种用于扫描型红外预警系统的目标检测与识别算法来实现对空中威胁的预警,该算法在对目标进行检测和识别的过程中分别运用了降维技术.首先对拉普拉斯-高斯(Laplacian of Gaussian,LOG)算子降维,改变经典LOG算子各向同性的特点,从而减少了信息的丢失;然后通过设置相关参数设计8邻域方位滤波器对图像不同方向进行尺度优化的滤波以完成目标增强与背景抑制;最后对滤波结果进行目标提取,通过支持向量机算法对目标进行识别.为使识别过程更加简捷而不失准确性,在识别前采用基于协方差算子的充分降维方法对样本特征和目标特征进行降维,从而在简化经典滤波算法与目标识别算法的同时提升了算法效率.实验结果表明,与经典高维算法相比,本文提出的算法在对红外目标进行检测识别时能够获得更好的效果,应用于工程时能实现低于7％的虚警率和低于5％的漏警率,且算法能够满足系统实时性要求.     

光电经纬仪单杆数据采集系统设计与实现

为满足对光电经纬仪进行人工控制的需求,结合现场可编程门阵列(FPGA)器件XC3S200型芯片与一款高速的模数转换(A/D)芯片AD7864-2提出了一套光电经纬仪单杆数据采集系统的设计方法.在介绍AD7864-2工作方式的基础上给出了系统硬件和软件的设计方案,通过对单杆的实验采样证明其采样效果良好,能够满足主控计算机对数据采集系统的要求.     

基于条纹方向滤波的手机玻璃面板平整度检测

伴随着手机的快速普及,对于手机玻璃面板的需求也是在不断增长,为了能够获取高质量的玻璃面板,这也对于检测的精度提出了比较高的要求。手机玻璃面板干涉图存在着大量的噪声,在对平整度检测之前,需要把噪声进行去除。该文提出了一种基于条纹方向的中值滤波方法,首先要对干涉条纹图的方向进行计算,可以得到条纹的等值线窗口,最后一步就是要在确定的等值线窗口内进行中值滤波。相比于传统的去噪算法,它对于相位的保存和噪声的去除都有比较好的效果。     

采用区域特征匹配的三维弹痕自动配准

针对三维枪弹痕迹比对中的数据配准问题,提出了一种采用区域特征匹配的配准算法。在通过干涉仪获取枪弹痕迹三维数据后,首先采用基于剪切波的多尺度几何分析方法对数据去噪,以保证去除噪声的同时减少有效信息的损失,然后采用改进的一维高斯滤波器分离三维枪弹痕迹中的轮廓信息和纹理细节,另外,将三维弹痕纹理信息进行分区,并通过纹理信息中擦划痕迹明显的特征区域进行数据配准,最后,在配准过程中引入齐次变换矩阵以提高配准精度,并采用计算不同数据间互相关测度值的方法评价配准效果,通过纹理信息的配准结果完成原始三维枪弹痕迹的配准。实验结果表明,所提出的配准算法能够提高弹痕自动比对正确率,在现有样本及自动比对方法情况下,能够将比对正确率从90%提高至98%。     

高速激光光斑检测系统的设计与实现

为了实现激光通信系统对信标光的捕获、跟踪与瞄准,采用嵌入式图像处理技术设计了基于现场可编程门阵列器件的高速激光光斑检测系统,对分辨率为300pixel300pixel、帧频1000Hz序列图像中的激光光斑目标进行了提取操作。采用1维滤波算子构造方位滤波器进行图像预处理,同时便于硬件实现,滤波后经阈值分割、形态学开运算与连通域分析,最后提取了激光光斑的形心位置信息。结果表明,所设计系统能够对包含激光光斑目标的高帧频图像进行实时处理。目标形心提取频率可以满足激光通信系统在动态链路建立方面的要求。     

光学无源战地预警系统的应用与发展

介绍了国外无源战地预警系统的应用现状与发展趋势。无源战地预警系统主要有红外战地预警系统、紫外战地预警系统和以可见光为接收对象的光电战地预警系统。总结了各类预警系统的关键技术与性能特点,分析了预警系统的发展方向,重点展望了融合多类型无源探测技术的多谱段战地预警系统。     

采用三维形貌特征匹配的弹痕自动比对

为了实现计算机对枪弹痕的自动比对,提出了一种采用三维形貌特征匹配的弹痕比对方法.首先通过改进的小波阈值函数对采集到的三维弹痕数据进行滤波以去除噪声干扰;去噪后,设计一维高斯滤波器按照弹痕的垂直方向提取有效信息取代采用经典二维高斯滤波器提取信息,能够减少弹痕信息的损失;最后经旋转、平移截取子弹次棱附近的有效弹痕信息,并计算不同子弹间对应次棱附近的弹痕纹理互相关测度,以判断痕迹所属弹头是否为同一型号枪支所发射.实验表明,所提方法能够提取弹痕的三维形貌特征,并能通过软件编程实现计算机对弹痕的自动比对,在现有数据范围内,其比对正确率不低于98%.     

采用四象限探测器的光斑中心定位算法

为提高激光发射系统的监测精度,提出了一种基于四象限探测器的光斑中心定位算法,首先采用均匀分布的椭圆模型对光斑进行分析,根据四象限探测器工作原理,通过计算椭圆形光斑在四象限探测器上各对应区域所占面积进而推导光斑中心坐标表达式,然后采用解析几何的方法求取椭圆光斑的长轴与短轴,最后搭建四象限监测系统对算法进行实验验证;结果表明,所提算法能有效提高四象限探测器的光束监测精度,较传统方法精度提高21.3%。     

红外预警实时图像处理系统设计与实现

以Xilinx公司的Virtex 5系列FPGA与TI公司TMS320C6455型高速DSP为核心处理器设计多核架构的应用于周扫式红外预警系统的实时图像处理平台。设计过程中,在FPGA内部引入多路扫描机制取代传统周扫式红外预警实时图像处理系统所采用的等待机制以改善系统的实时性;处理器间按SRIO协议实现高速通信,最终处理结果通过PCI-e传输模式发送至主控计算机。实验表明,所设计平台能够满足周扫式红外预警系统实时性要求且在反应时间、虚警率和漏警率方面优于传统实时图像处理平台。     

基于PCI-e接口的红外图像实时显示与存储系统设计与实现

为实现红外预警系统中高速图像的实时显示和存储功能,以Xilinx公司的Virtex 5系列FPGA 芯片为核心处理器设计高速红外图像实时显示与存储系统,系统首先通过光纤端口接收高速图像数据,将数据复制后分两路通过PCI-e接口分别发送至控制计算机以进行显示和存储。设计过程中光通信模块与PCI-e通信模块通过FPGA内核实现,不需要额外采用相关控制芯片,从而减少了系统功耗,增强了系统集成性。实验结果表明,通过PCI-e接口实现处理系统与计算机间通信较传统的PCI接口能大幅提高通信速率,采用x1模式时,实际通信速率可达784 MByte／s,满足红外预警系统实时性方面的要求。