留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

2014年 第11期

综述与评论
仿生龙虾眼光学系统的发展及其在红外波段的应用
付跃刚, 张方军, 欧阳名钊, 高天元, 刘智颖
2014, (11): 857-862.
摘要:
龙虾眼光学系统具有仿生龙虾眼睛的独特球形微通道结构,使得龙虾眼聚焦系统在高能射线领域能够获得前所未有的大视场与能量获取能力。目前对于龙虾眼结构的研究主要集中在X射线领域,但基于同样反射原理聚焦的光波段龙虾眼光学系统,对于解决红外材料受限问题以及大视场高敏感性探测问题具有潜在广阔的应用前景。文章介绍了仿生龙虾眼光学系统的研究发展状况,仿生龙虾眼光学系统的结构形式种类,以及应用于红外波段的龙虾眼光学系统的实验室可见光验证实验结果等问题。
材料与器件
nBn型InAs/GaSbⅡ类超晶格红外探测器光电特性研究
胡锐, 邓功荣, 张卫锋, 何雯谨, 冯江敏, 袁俊, 莫镜辉, 史衍丽
2014, (11): 863-867.
摘要:
设计了nBn结构的InAs/GaSb II类超晶格红外探测器,从理论和实验两方面对nBn器件的暗电流特性进行了研究,研究结果表明:理论计算的暗电流和实际测试结果趋势一致。另外,研制了p-i-n结构器件并与nBn器件进行了比较,测试结果显示:在77 K温度下,nBn器件的暗电流要比p-i-n器件暗电流小2个量级。温度升高到150 K时,nBn器件暗电流变大2个量级,而p-i-n器件暗电流变大4个量级;nBn器件峰值探测率下降到1/5,p-i-n器件峰值探测率下降2个量级。可见nBn器件适合高温工作,适合高性能红外焦平面探测器的研制。
天文应用之红外器件性能与测试评估方法分析
蔡云芳, 李银柱, 许方宇, 徐稚, 郭杰
2014, (11): 868-872.
摘要:
简要介绍红外技术在天文观测中的意义、天文观测对红外探测器件以及红外光学系统的独特要求。重点归纳和总结了天文观测中所关注的主要性能指标,并且给出部分指标的测试方法,为红外技术运用于天文观测建立基础。
太赫兹介电谱与组分含量的关系分析及应用
张寒, 张朝晖, 赵小燕, 张天尧, 燕芳, 鲁亿方
2014, (11): 873-879.
摘要:
研究了固体有机样品的太赫兹介电谱与组分体积含量之间的关系。通过分析有效介质理论中的CRI(Complex Refractive Index)模型,得到样品的介电参数与组分体积含量的关系式。利用太赫兹时域光谱技术测得室温下两种氨基酸样品在0.5~2.7 THz的介电性质,样品的折射率、介电系数及介电损耗均随氨基酸体积含量增加而增大。选取氨基酸介电损耗谱特征峰位处的介电参数,根据CRI模型进行拟合,得到折射率与体积含量的线性关系式,介电系数和介电损耗与体积含量的二次函数关系式。研究结果有利于扩展太赫兹波段的定性定量分析手段,并对聚合物基复合材料制备有一定参考意义。
射频功率对红外光学用类金刚石膜结构和性能的影响
杨玉卫, 张华, 杨坚, 古宏伟
2014, (11): 880-884.
摘要:
利用射频等离子体增强化学气相沉积技术,以CH4为气源,在单晶锗基底上制备了具有红外增透效果的薄膜。Raman光谱分析表明,D峰和G峰分别位于1200~1450 cm-1和1500~1700 cm-1之间,说明薄膜具有典型的类金刚石的特征峰,可知镀制的薄膜是类金刚石膜。通过研究射频功率对类金刚石膜红外透过率以及硬度等性能的影响,分析了类金刚石膜的红外透过率和纳米硬度随着薄膜中sp3含量的增加而增大的原因,从而找出一种利用PECVD方法制备DLC膜的最佳工艺参数。
系统与设计
基于红外与微光融合图像的夜视仪设计
宋敏, 张蓉竹, 孙年春
2014, (11): 885-889.
摘要:
在漆黑的夜幕下,为了能随时掌握周围环境动态,设计了一款基于红外、微光融合技术的夜视仪系统。该夜视仪能够准确定位目标及其相对背景位置,自动地增强和染色目标,并且在扫描搜索范围内恒虚警率地发现跟踪目标,然后将获取的目标信息以数字信号的方式自动传输给指挥中心和友邻,使侦查人员对周围环境更加熟悉的同时保持同各方保持联系。通过多次功能仿真以及板上验证,该系统具有较高的执行效率,并且具有良好的侦测能力。
基于多核CPU的干涉成像光谱仪快速数据重建方法
杨智雄, 余春超, 严敏, 郑为建, 雷正刚, 粟宇路
2014, (11): 890-895.
摘要:
成像光谱仪作为一种航空航天遥感器工作,可以同时得到地物的二维空间图像信息和一维光谱的丰富信息,在颜色和光谱测量、真彩色图像合成、军事侦察等领域有着很高的实用价值。为了达到对干涉成像光谱仪数据快速处理的要求,使用 OpenMP 并行计算技术设计了基于多核 CPU 的成像光谱仪快速数据重建优化算法,并将其应用到我国“环境一号”卫星的高光谱数据处理任务中。实验结果表明,基于多核的并行计算技术能有效调动多核CPU的硬件资源,大幅度提高光谱重建处理任务的计算效率。如果将该技术应用到更多核的并行计算工作站上,单台计算机完成干涉成像光谱仪数据的实时处理任务将成为可能。
图像处理与仿真
基于遗传算法与时序红外热图加权叠加的孔洞缺陷检测
周建民, 刘波, 李鹏, 杨君
2014, (11): 896-899.
摘要:
针对浅表层缺陷与正常区域特征混叠问题,提出了一种基于遗传算法与时序红外热图加权叠加的红外无损检测方法。研究以铝板的16类孔洞缺陷为对象,采集预热试件降温过程的时序红外热图,获取相应时序灰度图;并以时序图中缺陷和正常区域灰度差值的加权和为目标函数,采用遗传算法优化加权系数;基于最优加权系数,对时序灰度图依次进行加权叠加和梯度增强处理,并对增强效果进行评估。结果表明:经加权叠加和梯度增强处理后,缺陷与正常区域的灰度比分别提升8.5%和31.0%。缺陷特征得到显著增强。
基于QPSO和统计特征的红外与可见光图像融合
孙新德, 刘国梅, 薄树奎
2014, (11): 900-904.
摘要:
为解决红外图像与可见光图像融合中融合图像质量不高问题,提出了一种结合量子粒子群优化和邻域统计的图像融合方法。红外和可见光源图像经过多尺度分解成为低频和高频子带。对低频子带,采用系数加权平均的融合策略,并通过量子粒子群优化方法搜索最优的融合权值;对于高频子带,采用受邻域统计信息调制的系数比较取大融合策略,通过逆变换重构图像得到融合结果。实验结果表明该算法能够很好地将红外图像与可见光图像进行融合,且融合效果优于其它一些算法。
基于时空域融合滤波的小目标检测算法
韦道知, 黄树彩, 夏训辉, 李炯
2014, (11): 905-908.
摘要:
针对目前小目标检测存在的难点,提出了一种基于时空域融合的小目标检测方法。该方法首先运用形态学Top-hat进行空域滤波,将原图像中的大部分背景及杂波抑制,时域上采用三帧差分方法增强目标。融合后对图像进行自适应阈值分割,得到潜在目标点,最后根据目标运动的连续性与规则性采用邻域判决法滤除虚警点,检测出目标的运动轨迹。仿真结果显示该方法能较好检测出复杂背景下低信噪比运动小目标。
基于区域生长和背景配准的低信噪比红外目标检测算法
李静
2014, (11): 909-913.
摘要:
为了进一步提高复杂背景下低信噪比红外运动目标的检测性能,提出了一种基于区域生长和背景配准的低信噪比红外运动目标检测算法。该算法首先利用局部对比度找出几个种子点;然后根据种子点进行区域生长,统计生长出目标的相关特征;接着采用多帧关联的方法,挑选出候选目标;最后采用背景配准的方法,剔除虚假目标,降低虚警概率。采用大量实验数据进行仿真验证,仿真结果表明,相对于传统算法,本文算法对低信噪比红外运动目标具有较高的检测概率,较低的虚警概率。
制导与对抗
空间烟幕的扩散机理及衰减性能研究
丁国振, 张占月, 周思引, 唐立文
2014, (11): 914-919.
摘要:
烟幕干扰是针对红外探测器的一种无源干扰手段,在战场环境中,可以在目标与探测器之间释放烟幕形成屏障,降低探测器对目标的能见度,达到对目标的有效遮蔽。首先研究了在微重力高真空环境中,采用气固两相流喷射方法形成烟幕云的机理,并进行了数值模拟。然后,基于烟幕的扩散规律、材料特性及其吸收、散射和反射能力,建立了空间烟幕对红外信号的衰减性能模型。最后,基于实例仿真验证了利用空间烟幕衰减目标红外信号的可行性。
F35隐身战斗机红外辐射特性建模
曲兆俊, 张二磊, 周方方
2014, (11): 920-925.
摘要:
建模研究了F35隐身战斗机的红外辐射特性。根据隐身飞机的结构、材料等数据,建立了隐身飞机和发动机的三维模型。通过流场仿真计算得到飞机机体的温度场,尾焰的温度场、压力场以及气体组分浓度场。利用高温气体数据库HITEMP,建立尾焰的窄谱带辐射模型,计算了尾焰气体沿视线的光谱透过率,获得了尾焰的光谱亮度数据及亮度分布图像。建立了尾喷口和蒙皮的辐射模型,获得了飞机各方位角光谱辐射特性及辐射强度数据,计算结果表明由于发动机推力显著增加隐身战斗机红外辐射特性依然比较明显。最后生成了F35隐身战斗机在中波波段的红外序列图像,可用于红外成像制导武器研制中的数字仿真和半实物仿真。
红外告警目标模拟技术研究
郭克林, 刘素杰, 邢冀川
2014, (11): 926-929.
摘要:
介绍了一种用于红外告警系统测试的红外目标模拟系统,该系统按告警对象的辐射特性要求,产生相应的3~5?m波段内的红外辐射,指向并自动跟踪直升机目标。阐述了这种红外告警目标模拟系统的工作原理和组成,给出了黑体发射器的计算公式并进行了相关的红外辐射源的计算,简述了系统的外设部分和软件所提供的功能,另一方面还提供了系统检验和标定的方法和手段。最后,在测试中装载相应的测试数据进行了实际的告警功能测试,结果显示所介绍的系统能很好地协助实现对机载红外告警系统能力的测试。
微光技术
微光夜视仪分辨力计算方程的修正
张竹平, 李力, 贾星蕊, 陈洪明, 刘春梅, 覃金生, 姜艳凤
2014, (11): 930-933.
摘要:
分析了微光夜视仪典型分辨力计算方程存在的缺陷,从参数单位取值、噪声功率因子、大气透过率、系统传函与空间频率的匹配等方面对该方程进行了修正,建立了更为完善和实用的分辨力计算方程。结合某通用微光夜视仪进行了分辨力估算,验证了经修正后的分辨力公式的实用性,对微光夜视仪分辨力计算有较好的指导意义。
红外应用
基于BRISK的模板匹配在变电设备红外监测中的应用
钱卫东, 王建平, 赵宝瑞, 徐国智, 戚银城
2014, (11): 934-938.
摘要:
为了提高电力系统变电设备红外监测的效率,同时对多个相似目标进行监测,提出了一种改进的基于BRISK(Binary Robust Invariant Scalable Keypoints,二进制鲁棒尺度不变特征)的模板匹配方法。首先在对目标模板图像与被监测图像预处理的基础上,利用BRISK算法提取模板与被监测红外图像的特征点,生成二进制描述子;利用滑动窗口在被监测图像上等步长滑动,检测出图像中存在的多个疑似目标区域,然后通过Hamming距离来判断正确匹配点对,从而正确识别变电设备。通过实验平台进行了相关实验,通过与模板匹配方法比较,该方法明显减少了运算量,充分满足系统实时性要求,提高了变电设备红外监测的效率。