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2003年 第4期

综述与评论
大面积光学级金刚石自支撑膜研究进展
吕反修, 唐伟忠, 李成明, 陈广超, 佟玉梅
2003, 25(4): 1-7. doi: 10.3969/j.issn.1001-8891.2003.04.001
摘要:
大面积光学级金刚石自支撑膜的制备和加工是近年来在CVD金刚石研究领域的最重要的技术进展之一.综述了北京科技大学近年来在CVD金刚石膜光学应用领域的研究进展.给出了采用高功率直流电弧等离子体喷射(DC Arc Plasma Jet) CVD工艺制备大面积光学级金刚石自支撑膜的研究结果, 并报道了对所制备的光学级金刚石自支撑膜的光学、力学(机械)、热学和微波介电性能的最新研究结果.
系统与设计
基于TMS320C6701的高速图像处理系统在烟幕性能测试中的应用
陆朋, 禹卫东
2003, 25(4): 8-11. doi: 10.3969/j.issn.1001-8891.2003.04.002
摘要:
烟幕对红外武器的干扰作用表明,烟幕在防御外来侵略的现代战争中将发挥巨大的作用.主要论述了烟幕性能测试的原理及基于TMS320C6701的高速图像处理系统在测试中的应用,为我军发烟剂的研制工作提供必要的客观量化标准.
强激光在超音速射流剪切层中传播的数值研究
贺旭照, 易仕和
2003, 25(4): 12-16. doi: 10.3969/j.issn.1001-8891.2003.04.003
摘要:
以波长10.6 μm、半径0.1 m、强度106W的高功率CO2激光束穿过二维超音速自由射流剪切层流场为计算模型,研究了由于强激光束辐射加热对流场的干扰以及激光束穿过超音速射流剪切层后远场光强分布的变化.结果表明:在不同的马赫数下超音速射流剪切层流场对激光束远场强度分布影响明显不同,流场密度分布的微小变化都会使光束远场强度分布产生显见的不同;对于透过超音速射流流场的非聚焦的强激光束,由强激光束所产生的辐射加热对流场所造成的干扰可以忽略.
改进的梯度倒数加权算法在图像平滑中的应用
王洪亮, 曹苏明, 刘国平, 吴建华
2003, 25(4): 17-19. doi: 10.3969/j.issn.1001-8891.2003.04.004
摘要:
介绍了一种图像去噪的方法:梯度倒数加权算法.此种算法可以较好地去除图像的噪声同时又能保持图像的细节信息,但该算法对椒盐噪声污染的图像平滑效果不理想.基于此种算法我们提出了一种改进的算法,事实证明改进的方法既能很好地去除了图像中的椒盐噪声,同时又能保持图像的边缘和细节.
双色红外信号亚成像目标识别处理系统研究
李文, 康日新, 柳继勇, 谌取先
2003, 25(4): 20-22. doi: 10.3969/j.issn.1001-8891.2003.04.005
摘要:
采用高速数字信号处理器(DSP)软硬件的技术途径,在双色红外制导导引头信号处理中,对由红外传感器不同波段提供的大量目标信息,进行了综合分析并提取目标特征量.应用目标识别算法,灰度直方图变换、多尺度变换、图像滤波等方法区分真假目标,建立判决理论,确立逻辑选择条件.在算法编程,实现对目标的亚成像图及目标方位信息的准确判定等方面,作了一定的研究与探讨.
一种基于曲线拟合预测的红外目标的跟踪算法
秦暄, 章毓晋
2003, 25(4): 23-25,31. doi: 10.3969/j.issn.1001-8891.2003.04.006
摘要:
给出了一种将曲线拟合和相关跟踪相结合的红外目标跟踪算法.该算法以目标质心作为匹配模板的中心,采用SSDA进行相关运算,以图像相关匹配的输出值更新所拟合的曲线,并以曲线的预测值作为下帧图像匹配搜索的初始值,使相关运算仅在很小的窗口内进行.该算法还定义了跟踪的帧内置信度和帧间置信度信号,实时智能的更新模板.实验表明,该算法能有效减少相关匹配的计算量,保证跟踪精度.
影响夜视仪器观察因素的分析
薛南斌, 肖宇
2003, 25(4): 26-31. doi: 10.3969/j.issn.1001-8891.2003.04.007
摘要:
系统分析了影响夜视仪观察的基本因素.从外部因素(人眼及视觉、辐射源、大气效应)与内部因素(像管、夜视仪的光学系统、高压供电系统)分析了各影响因素的本质和产生影响的特点,以此来论述夜视仪的发展依据及正确使用所应注意的问题.
用于弱目标检测的形态滤波和小波变换图像增强算法
吉书鹏, 丁小青
2003, 25(4): 32-38. doi: 10.3969/j.issn.1001-8891.2003.04.008
摘要:
Image enhancement methods are typically aimed at improvement of the overall visibility of features. Though histogram equalization can enhance the contrast by redistributing the gray levels, it has the drawback that it reduces the information in the processed image. In this paper, we present a new image enhancement algorithm. After histogram equalization is carried out, morphological filters and wavelet-based enhancement algorithm is used to clean out the unwanted details and further enhance the image and compensate for the information loss during histogram equalization. Experimental results show that the morphological filters and wavelet-based histogram equalization algorithm can significantly enhance the contrast and increase the information entropy of the image.
红外导引头圆锥扫描两种信号提取方法的比较
张洪建, 张坤, 李伟仁
2003, 25(4): 39-41. doi: 10.3969/j.issn.1001-8891.2003.04.009
摘要:
介绍了圆锥扫描红外导引头幅值信号提取和时间信号提取的两种方法.分析了基准信号相位发生误差的原因,并给出了相位误差的分布情况.在此基础上比较了两种不同信号提取方法的优缺点.提出了利用信号产生器产生基准信号,用于解决幅值信号提取法遇到的相位误差问题.
一种新型的大气传输光通信APT系统研究
孙未, 艾勇, 杨晋陵
2003, 25(4): 42-44,48. doi: 10.3969/j.issn.1001-8891.2003.04.010
摘要:
根据实际应用中对机动式大气传输光通信的要求,提出一种新型的大气传输光通信APT系统方案.以小波变换作为对通信对象红外目标进行检测识别的算法,搭建了基于FPGA和DSP的红外信号处理和伺服控制的硬件智能控制平台,将目标的捕获和图像的处理与伺服控制、精密机械传动等为一体形成大气传输光通信捕获、扫描和跟踪(APT)系统.该系统在FPGA上实时检测通信对象,通过DSP实现ATP算法的控制,由伺服精密传动系统实现扫描、捕获与跟踪.
空空导弹红外成像制导关键技术分析
方斌, 陈天如
2003, 25(4): 45-48. doi: 10.3969/j.issn.1001-8891.2003.04.011
摘要:
介绍了红外成像制导技术在空空导弹中的应用现状及存在问题,重点分析了光学系统的设计、红外探测器选择与制造工艺、目标识别技术与图像处理技术及红外成像仿真技术等制约成像制导技术发展的关键技术,为红外成像技术的进一步研究提供了一些思路.
像素级多分辨图像融合若干问题分析及实验
蒋晓瑜, 高稚允
2003, 25(4): 49-52,65. doi: 10.3969/j.issn.1001-8891.2003.04.012
摘要:
针对前人的工作和我们的实验进行了理论分析,讨论了像素级多分辨图像融合的三个基本问题:①为什么基于多分辨数据结构的融合能消除来自不同图像的特征之间拼接的板块效应而过渡自然?②如何构造新的融合图像的多分辩数据结构,从而能稳定地重构融合图像?③所选择的系数是否携带着原始图像的显著特征(边缘和纹理)?给出了像素级多分辨图像融合的三个基本规律:多分辨数据融合的内在机理,融合算法的稳定性条件以及基于能量准则的数据融合原理.并以此规律为引导,开发了一种新的基于小波变换域的图像融合算法,进行了实验验证.
防空导弹作战环境的动态红外景像生成
陆斌
2003, 25(4): 53-56,60. doi: 10.3969/j.issn.1001-8891.2003.04.013
摘要:
通过分析红外图像的特点和天空背景中各景物的红外辐射规律及其相互关系,提出和完成了防空导弹作战环境的动态红外背景图像的合成及其实时模拟显示方法,并对得到的结果及其特点进行了比较分析.
机载环境下红外数据实时采集记录系统的研究
崔江涛, 刘卫光, 周利华, 樊寄松
2003, 25(4): 57-60. doi: 10.3969/j.issn.1001-8891.2003.04.014
摘要:
机载环境下数据采集记录系统要求具有很高的可靠性、实时性和高速性.给出了一种机载吊舱环境下的红外视频采集记录系统的实现方案,应用于地面跟踪目标红外特性测量系统中.方案在分析红外热像仪信号特性的基础上,设计了数据采集卡,并将IRIG-B码时钟采集和坐舱控制功能集成在上面.经飞行实验证明该方案可靠稳定.
新型红外成像引信终端可视化仿真研究
庄志洪, 王宏波, 贺歆
2003, 25(4): 61-65. doi: 10.3969/j.issn.1001-8891.2003.04.015
摘要:
新型红外成像引信通过共享成像导引头实现前视探测和起爆控制,能够获得目标由完整到局部的一系列动态红外图像.装有新型红外成像引信的先进红外成像制导型空空导弹强调实现对目标的全向攻击,因而其弹目交会情况是复杂多变的.由于不可能获得任意交会情况下的照片或录像资料,这给基于GIF技术的成像引信瞄准点识别算法研究带来了极大困难.首先分析了弹目遭遇情况,研究了影响目标飞机姿态和成像的因素,然后利用OpenGL三维图形库和C++作为编程工具,建立并绘制了目标飞机的三维模型,并通过模型变换和合理设置目标的材质和贴图,实现了红外成像引信的终端可视化仿真.最后,给出了一些不同姿态和在不同交会阶段的目标飞机的仿真图像,并利用这些仿真图像对我们在前一阶段工作中提出的一种基于机头位置和机轴方向检测的瞄准点识别算法进行了验证,结果表明本文提出的仿真方案能够满足新型红外成像引信瞄准点识别算法研究的需要.
红外烟幕遮蔽条件下目标热像的增强
陈文建, 迟泽英
2003, 25(4): 66-68,72. doi: 10.3969/j.issn.1001-8891.2003.04.016
摘要:
根据红外烟幕遮蔽条件下目标热像的特征提出了一种减少红外烟幕遮蔽干扰时间的动态局部自适应直方图均衡化增强目标热像新方法.该方法采用一个滑动窗口动态地对感兴趣的目标区域计算不断变化的红外热像图的灰度分布,然后根据该区域局部直方图进行均衡化实现对整个窗口中像素的灰度级变换增强.采用该方法有效地改善了选定区域的目标红外图像,使红外烟幕的有效遮蔽时间减少了3~5 s,为有效地跟踪和发现目标提供了宝贵的时间.
材料与器件
CdZnTe晶片的性能测试
李国强, 华慧, 介万奇
2003, 25(4): 69-72. doi: 10.3969/j.issn.1001-8891.2003.04.017
摘要:
测试了多个Cd0.9Zn0.1Te晶片的性能,包括红外透过率、成分分布、位错密度、Te沉淀/夹杂密度以及电阻率.研究表明,红外透过率与性能有着密切的联系:红外透过率的大小及红外透过率图谱的形状可反映晶片的成分分布、位错密度以及电阻率的情况.从晶片对红外光的吸收机理出发,对这些联系进行了详细的分析.
红外光学零件预处理工艺研究
陈光文, 徐冬梅, 袁晓鹏, 王海宁, 赵鲁生, 王春育
2003, 25(4): 73-76. doi: 10.3969/j.issn.1001-8891.2003.04.018
摘要:
红外光学系统通常需用镀膜的方法来增强光学系统的透过性能.光学零件(基底)表面镀前的清洁状态直接影响到膜层质量,诸如附着力、均匀性、色散、透过率等,进而影响到光学系统的性能.介绍了基底表面清洁度及其评估和检验方法,对光学零件表面污垢类型及镀前清洁(预处理)方法进行了评述.针对实验阶段的预处理工艺远远无法足日益强增的军用和民用红外产品需求的问题,通过分析比较,认为干冰喷射预处理+等离子体清洁的组合可以成为一种可以满足红外光学零件批量生产要求的理想的预处理工艺.
红外和雷达复合隐身材料--掺杂氧化物半导体
马格林, 曹全喜, 黄云霞
2003, 25(4): 77-80. doi: 10.3969/j.issn.1001-8891.2003.04.019
摘要:
从红外隐身、雷达隐身原理及电磁波在半导体表面层的吸收和反射的机理出发,从理论上分析了掺杂氧化物半导体材料同时实现红外和雷达隐身的可能性,指出ZAO(掺铝氧化锌)作为红外和雷达隐身复合隐身材料是很有发展前景的.
红外伪装降温涂料原理研究
孙元宝, 魏贤勇, 费逸伟, 邱贞慧
2003, 25(4): 81-83,87. doi: 10.3969/j.issn.1001-8891.2003.04.020
摘要:
就红外伪装涂料和降温涂料的设计原理进行了讨论,并结合地面大型军事目标对现有的红外伪装涂料伪装效果进行了研究,从理论上提出了新的红外伪装降温涂料的设计原理.
带膜微通道板的工艺和特性研究
闫金良
2003, 25(4): 84-87. doi: 10.3969/j.issn.1001-8891.2003.04.021
摘要:
微通道板(MCP)电子透射膜是决定Ⅲ代微光像管稳定性和可靠性的主要因素.采用有机衬底掩膜技术和冷基底溅射相结合的方法在MCP输入面制备非晶态Al2O3电子透射膜,测量了带膜MCP紫外光辐照清洗前后的电学特性. 讨论在多孔MCP输入面形成连续电子透射膜与气体辉光放电的关系,工艺失败对MCP的危害性.
退火温度对铁电薄膜钛酸锶钡的影响
郭杰, 普朝光, 杨明珠, 王静宇, 阚家德, 杨宇
2003, 25(4): 88-91. doi: 10.3969/j.issn.1001-8891.2003.04.022
摘要:
用醋酸盐和钛酸酯为原料,采用改进的Sol-gel工艺在Pt/Ti/SiO2/Si基片上制备出Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)铁电薄膜,然后进一步对薄膜进行退火实验:对(110)方向生长BST薄膜在550~750℃进行恒温退火.X射线衍射分析表明:退火温度在650℃以上时,BST薄膜转变为较为完整的ABO3型钙钛矿晶体结构,更高的退火温度将提高晶体的取向度.
测试技术
红外热成像双通道伪彩色测温系统
邢向华, 顾国华, 张保民
2003, 25(4): 92-94. doi: 10.3969/j.issn.1001-8891.2003.04.023
摘要:
运用红外热成像技术,研制了一种可用于非接触式人体测温的红外热成像双通道伪彩色测温系统.该系统采用了伪彩色编码处理技术,可使人体各部位因温度不同而显示不同色彩,并且采用了红外线与可见光双通道匹配技术,以便于有效识别热图像中的实际人物.按照预先测定好的温度与图像灰度之间的关系将红外通道中的信号转换为温度特征,根据温度特征可对特定温度目标进行报警、存储、打印等操作.