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2017年 第5期

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系统与设计
车载红外热成像图像处理系统的设计与实现
蒋奋强, 何先灯, 陈南, 苏庆旦
2017, 39(5): 389-393,403.
摘要 PDF免费下载(20)
摘要:
分析了车载视觉增强系统中红外热成像的特征及其图像处理的技术难点,并设计了一种车载红外热成像图像处理系统.首先,在评估了系统的静态资源和动态资源的消耗后,给出了以FPGA为核心处理单元、ARM为控制单元的系统硬件架构.然后介绍了图像处理系统的软件设计,并提出了一种用于系统调试的通信协议帧结构.实测结果表明,该红外热成像图像处理系统的具有良好的实时性和可靠性.
一种高性能双视场长波红外光学系统
何红星, 赵劲松, 唐晗, 徐参军, 陶亮, 康丽珠
2017, 39(5): 394-398.
摘要 PDF免费下载(22)
摘要:
设计了一款高性能的紧凑型双视场长波红外光学系统,该光学系统由前固定组、变倍调焦组、后固定组、中继组组成.采用机械补偿变焦方式、光瞳匹配技术、二次成像和二次折叠,有效地对光学系统纵向和横向尺寸进行了约束,外形包络在220 mm×95 mm(局部135 mm)×50 mm(局部110 mm)范围内,系统紧凑,体积小.通过光学和结构材料的优选搭配及光学系统参数优化配置,在-40℃~70℃范围内,控制了光学系统热差,光学系统光轴稳定,小视场光轴稳定性<0.04 mrad,大/小视场转换光轴平行性<0.1 mrad;应用该光学系统的热像仪性能高,MRTD(3 cyc/mrad)=0.07 K,NETD=30 mK.设计结果表明光学系统像质良好,满足热像仪使用要求.
基于EMCCD的单兵综合侦察仪设计及作用距离研究
陈远金, 张猛蛟, 戴放, 梁宛玉, 刘彬
2017, 39(5): 399-403.
摘要 PDF免费下载(17)
摘要:
EMCCD作为一种新型的光电传感器,在现代军用光电成像技术正得到越来越广泛的应用.本文将EMCCD组件应用于单兵综合侦察仪中,满足了装备昼夜探测的需求.同时根据约翰逊准则,考虑系统的光能量传递特性和目标在靶面上的压行数等因素,理论估算出其作用距离.通过试验结果表明理论估计的正确性,验证了EMCCD昼夜通用的性能,为装备选型提供依据.
基于实测数据的凝视红外系统重构方法
徐振亚, 祁鸣, 李丽娟
2017, 39(5): 404-408.
摘要 PDF免费下载(13)
摘要:
为充分评估基于凝视红外成像体制精确制导武器的性能,利用高可信度的数字建模仿真成为国内外普遍关注的重要途径.鉴于产品研制过程中能够获取大量的实测数据,从采样、信号传递、噪声以及空间传递等理论出发,结合典型红外场景仿真平台中理想传感器的设计,完成了基于实测数据的凝视红外成像系统重构方法研究,并利用三维噪声模型、计算机模拟图像进行了重构效果的精度验证分析.最后通过灵敏度阈值开展了实验室内验证试验,从综合性能评估实例的角度上,再次证明了该重构方法有效,为凝视红外制导武器的实战化评估应用奠定基础.
长波红外高灵敏度信息采集系统设计
张龙, 董峰
2017, 39(5): 409-413.
摘要 PDF免费下载(13)
摘要:
本文针对特定长波红外焦平面(288×384像元)探测器,选用低噪直流电源和低压差线性稳压器组合,实现了该红外焦平面模拟和数字驱动电路.分析提升长波红外探测灵敏度的关键要点,设计了高灵敏度信息采集电路.该红外成像系统具有高帧频、高灵敏度的优点.实验室测试得到该长波红外探测系统噪声等效温差(NETD)在300 K下优于30 mK.
图像处理与仿真
一种改进的基于局部特征的红外弱目标提取方法
王媛彬, 尹阳
2017, 39(5): 414-420.
摘要 PDF免费下载(11)
摘要:
针对红外图像中背景与目标的复杂性和多样性给弱目标检测带来的困难,提出基于局部方差的二维最大熵分割与遗传算法相结合的阈值分割方法.本文对变电站绝缘套管的红外图像进行了处理,首先采用形态学顶帽变换的方法对其进行增强,然后对图像进行局部方差映射并建立二维直方图,最后结合遗传算法计算出二维最大熵分割阈值进而实现分割.实验结果表明,该方法改善了红外弱目标的提取效果,大大提高了阈值计算的效率,待提取目标越小,遗传算法的作用越能得到体现.
基于视觉显著性与对比度增强的红外图像融合
张承泓, 李范鸣, 吴滢跃
2017, 39(5): 421-426.
摘要 PDF免费下载(13)
摘要:
目前传统多尺度分析红外图像融合算法存在以下不足:融合图像的对比度改善效果有限,无法获取图像的某些细节信息;融合规则仅考虑单一特征,故未能突出目标特征.针对以上问题,本文提出一种基于视觉显著性与对比度增强的红外图像融合算法.首先对待融合的图像进行基于自适应引导滤波的多尺度Retinex图像增强,然后利用NSCT对图像进行多尺度分解,最后利用图像视觉显著性融合低频系数,采用基于窗口的系数融合带通系数.实验证明,该算法获得的红外融合图像效果明显优于传统方法.
空间目标红外特征提取与识别技术
李瑞东, 孙协昌, 李勐
2017, 39(5): 427-435.
摘要 PDF免费下载(20)
摘要:
针对空间目标红外识别中典型的类内变化大、类间变化小等问题,提出了一种用支持向量机(Support Vector Machine,SVM)分类器结合局部二值模式(Local Binary Pattern,LBP)直方图特征和灰度直方图特征的空间目标红外特征提取与识别方法.以国内某卫星和国外某卫星为研究对象,提取它们红外图像的LBP直方图特征以及灰度直方图特征;使用红外仿真软件生成两个目标在不同姿态、不同分辨率下的样本图,并分成两部分,分别作为SVM分类器的训练集和测试集.实验结果表明,LBP直方图特征和灰度直方图特征均能够以较高的准确率对空间目标进行识别,且其识别效能与目标红外图像的分辨率以及SVM核函数有关.
无控制点航空遥感图像几何校正算法应用
江倩, 盛启慧, 李启明, 刘毓博, 高军
2017, 39(5): 444-450.
摘要 PDF免费下载(10)
摘要:
航空遥感图像有着特殊的几何畸变特性以及现实中无法及时获取野外控制点的限制条件,无法使用传统的几何校正方法对图像进行处理.针对航空遥感图像的限制条件,本文使用了无地面控制点的航空遥感图像几何校正模型对图像进行处理.通过实验对比仿射变换模型和多项式变换模型的校正效果,得出仿射变换模型更能适用于本文情况,更能改善图像效果.在几何校正过程中,提出了一种控制点的最佳选取方案,实验结果表明,该方案可以有效配合图像几何校正的实施.
天基红外动目标检测系统的仿真和评估
陆福星, 李夜金, 赵云峰, 饶鹏
2017, 39(5): 451-456,462.
摘要 PDF免费下载(14)
摘要:
为了更有效评估红外探测系统的性能,评估系统的成像质量,根据动目标序列图像的检测原理,结合建模仿真技术,设计并开发了基于Matlab平台的天基红外动目标检测仿真系统,进行了实验仿真.该仿真系统以红外探测成像系统的图像作为输入,对图像进行灰度算法和信噪比分析,反映红外探测系统的成像质量,实现单帧检测以及多帧关联检测,输出检测率、虚警率和目标运动轨迹,并能够对检测算法进行评价.通过探测波段和空间分辨率的研究对天基红外探测系统的谱段选择、空间分辨率的设计有较强的工程应用指导价值.
材料与器件
高性能顶发光OLED器件复合阳极的研究
段良飞, 段瑜, 王光华, 张筱丹, 邓荣斌, 季华夏
2017, 39(5): 457-462.
摘要 PDF免费下载(11)
摘要:
顶发光OLED器件是有机光电显示领域的重要组成部分,其阳极结构及性能对OLED器件的性能具有至关重要的影响.本文介绍了近年来顶发光OLED器件阳极的结构、材料及性能改善等领域的研究进展.结合顶发光OLED器件阳极的工作原理和器件质量要求,设计了不同结构的顶发光OLED器件复合阳极,并采用TFCalc光学模拟软件和SimOLED模拟软件对不同结构复合阳极的光学性能及其器件性能进行模拟分析,获得了较优的顶发光OLED复合阳极结构,其结构为Al/ITO/MoO3,Al/Co/MoO3,Al/Ni/MoO3,Al/MoO3.
蓝宝石/SiO2/AlN/GaN多层结构表面热应力仿真分析
陈靖, 程宏昌, 吴玲玲, 冯刘, 苗壮
2017, 39(5): 463-468.
摘要 PDF免费下载(13)
摘要:
为了研究蓝宝石/SiO2/AlN/GaN光阴极组件外延片热应力分布及影响因素,以直径d为φ40 mm的GaN外延片为研究对象,利用有限元分析法对其表面热应力分布进行了理论计算和仿真,验证了仿真模型的合理性.分析了外延片径向和厚度方向的应力分布,结果显示:在1200℃的生长温度下,径向区域内的热应力分布比较均匀,热应力变化范围为±1.38%;生长温度在400℃到1200℃范围内,外延层表面应力与生长温度呈近似正比关系.分析了外延片生长温度、蓝宝石衬底和SiO2、AlN过渡层厚度对表面热应力的影响.研究成果可为该类外延片生长工艺研究和低应力外延片的筛选标准制定提供借鉴.
制导与对抗
基于反射光谱和图像的雪地伪装材料紫外检测技术研究
田英慧, 金伟其, 赵志勇, 董绍军, 靳佰良
2017, 39(5): 469-474.
摘要 PDF免费下载(15)
摘要:
雪地背景伪装研究对于伪装设计与伪装识别均具有重要的意义.本文研究了高白度、高反射率的雪地型伪装材料的性能检测技术.针对冬季雪地背景和典型目标样品(白纸、白棉布和白色伪装材料),开展基于光谱曲线间相似性、基于紫外图像直方图和灰度平均对比度相似性的伪装检测技术研究.通过光谱反射因数的欧氏距离和光谱角余弦计算伪装样品与雪地背景的相似性,通过平均灰度值对比和直方图的归一化相关系数巴氏距离来判断伪装目标和雪地背景的相似程度,证明了反射光谱和紫外图像检测的可行性和有效性.研究结果对雪地型伪装装备的研制和设计定型试验有一定的指导意义.
太赫兹技术
L型波纹太赫兹喇叭天线
潘武, 李选, 尹霞, 承皓
2017, 39(5): 475-479.
摘要 PDF免费下载(16)
摘要:
本文提出了一款高增益、低旁瓣的L型波纹太赫兹喇叭天线.该天线工作于太赫兹第一个大气窗口,由波导段、模式变换段和辐射段三部分组成,在模式变换段和辐射段内壁引入波纹结构,利用控制变量法分析L型波纹喇叭天线模式变换段的波纹数目和辐射段每个波长内的周期数目对天线辐射特性的影响.分析结果表明:该波纹喇叭天线在工作频率为320~380 GHz范围内增益均大于21.7 dB,其3 dB主瓣宽度都小于15.2°.该天线满足高增益、低旁瓣的要求,适用于太赫兹通信系统.

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