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2017年 第10期

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系统与设计
InP/InGaAs探测器对伪装目标成像研究
向梦, 邵文斌, 史衍丽
2017, 39(10): 873-879.
摘要 PDF免费下载(15)
摘要:
高性能InP/InGaAs宽光谱探测器将前截止波长延伸到0.9μm之前,实现可见/短波双波段探测,大大丰富了探测目标的信息量,提高对目标的识别率.本文采用InP/InGaAs宽光谱探测器相机,通过设置一系列伪装实验,对比不同伪装目标的可见光波图像与短波红外图像的差异,重点探究短波红外对伪装目标的识别特性.通过实验结果发现:短波红外对一定厚度塑料、硅胶、皮肤具有穿透性;颜料、染料等同色不同材质的物体对短波红外具有选择性吸收,基于以上特性,短波红外体现了较好的伪装识别效果.在成像对比实验的基础上,进一步选择伪装效果对可见光和短波红外具有明显差异的实验样品,分别测量了它们对短波红外和可见光的反射率等参数,以深入地分析和理解短波红外识别伪装的机理.
空间相机电控箱热设计
陈治洲, 曹开钦, 缪斌, 柴孟阳, 刘书锋, 孙德新, 刘银年
2017, 39(10): 880-883.
摘要 PDF免费下载(11)
摘要:
针对某空间高光谱相机电控箱内同时存在高功率器件和经筛选后温度鲁棒性较低的工业级芯片的情况,对电控箱进行合理的热设计.除了对箱体进行表面发黑、填充导热材料外,对电控箱内各个单板设计了"日"字型金属导热框架,在敏感芯片顶部增加了导热铜片.为验证散热设计方案的合理性,对电控箱基于Icepak软件进行了建模分析,仿真结果显示最高温度为75.6℃,小于85℃,散热方案满足指标要求.最后对电控箱进行热真空试验,试验结果与仿真结果一致,热控设计合理.
基于双波段视频探测的智能水炮系统设计
胡乃平, 耿同同, 王馨民
2017, 39(10): 884-889.
摘要 PDF免费下载(10)
摘要:
针对目前大空间火灾探测的难点,研究出了一种基于双波段视频检测的智能水炮系统.将DSP芯片TMS320DM648作为视频处理芯片并采用STM32f103作为控制芯片,利用双波段(红外与可见光)对火灾的热、色、形以及光谱与运动特性进行识别,使火灾探测准确度大大提高,采用步进电机作为整个系统的驱动部分,CAN作为通信总线提高了水炮的反应速度与灵活性.智能水炮在25 s内可定位火源进行灭火,监控距离可达100 m,误报漏报率极低,为大空间消防提供了更好的选择.
直升机飞行员头盔夜视系统视觉及舒适性优化技术分析
李力, 李训牛
2017, 39(10): 890-896.
摘要 PDF免费下载(15)
摘要:
分析了直升机飞行员头盔夜视系统的视觉特性,分析了视场、重量、像质、眼点距离、出瞳直径等主要影响视觉舒适性的技术指标,提出了使用塑料元件减重、合理增大眼点距离和出瞳直径等指标,以及增大视场的两种方案,可作为相关设计的参考.
材料与器件
数字化红外焦平面探测器光谱响应测试系统研究
姬玉龙, 毛京湘, 李雯霞, 杨鹏伟, 黄俊博, 舒畅, 李红福, 谢刚
2017, 39(10): 897-902.
摘要 PDF免费下载(19)
摘要:
随着数字化红外焦平面探测器的发展,为满足红外数字化红外焦平面探测器光谱响应测试的需求,利用传统的单色分光仪原理,借助LabVIEW开发软件,采用Cameralink总线图像数据传输方案,研制了数字化红外焦平面探测器光谱响应曲线的测试系统.研究结果表明,本系统具有结构简单、抗干扰能力强、测试准确可靠的优点,解决了传统光谱测试设备不能对数字化红外焦平面探测器进行测试的问题.
基于NESSUS的杜瓦结构可靠性分析
王春生, 张磊, 东海杰
2017, 39(10): 903-907.
摘要 PDF免费下载(10)
摘要:
为了提高杜瓦结构的可靠性水平,本文提出了基于NESSUS(Numerical Evaluation of Stochastic Structures Under Stress)软件的杜瓦结构可靠性分析方法.此方法将杜瓦组件的载荷、材料性能、几何尺寸等参数均作为具有某种分布特性的随机变量,通过概率分析,可获得定量的杜瓦结构可靠度值以及各个设计参数的概率灵敏度值,并由此确定关键影响因素,为提高杜瓦结构的可靠性提供设计依据.本文以杜瓦冷台支撑结构为例进行了结构可靠性分析,分析结果表明此方法可以显著提高杜瓦结构的可靠性水平.
图像处理与仿真
基于目标增强的红外与可见光图像融合技术研究
黄慧, 张宝辉, 席峰, 吴旭东
2017, 39(10): 908-913.
摘要 PDF免费下载(12)
摘要:
针对红外和可见光图像融合算法中存在背景模糊和目标不清晰等问题,提出一种基于目标增强的红外与可见光图像融合算法.首先,利用均值滤波的方法获得透射率的粗估计,通过图像统计信息实现粗透射率的细化,依据大气散射模型实现红外图像的目标增强;然后,对目标增强的红外图像和可见光图像采用改进的Prewitt算子进行边缘检测,并将检测结果二值化,对边缘部分采用基于二值信息的融合规则,对非边缘部分采用比值加权分析的融合规则.实验结果表明,采用基于目标增强的图像融合算法不仅能凸显红外图像的目标信息,还能尽可能多的保留可见光图像丰富的细节信息,具有更好的视觉效果和更高的客观质量评价指标.
一种基于实测数据温差扰动的红外图像实时生成方法
李敏, 解鸿文, 徐中外, 邢宇航
2017, 39(10): 914-919.
摘要 PDF免费下载(11)
摘要:
红外制导武器在研制中,需要大量的红外场景数据做测试保障.本文由红外图像的成像机理出发,提出了一种基于实测数据温差扰动的二维红外图像实时生成方法.该方法将图像区域平均灰度与环境温度直接关联,用整体分块的方法代替逐像素的繁琐计算,在提高运算速度的同时,生成不同时段的红外图像.实验表明,本文方法生成的红外图像,不仅能保证运算实时性,而且目标与背景具有与实测图像相同的温度变化趋势和较好的逼真度,是一种行之有效的方法.
基于多引导滤波器的单幅图像超分辨率技术
刘哲, 韩九强, 黄世奇
2017, 39(10): 920-927.
摘要 PDF免费下载(8)
摘要:
提出了一种基于多引导滤波器的单幅图像超分辨率方法.首先,该方法通过大量的自然图像建立高低分辨率图像块样本训练库,并通过聚类算法将具有相似性质的高低分辨率样本块进行聚类;其次,将输入低分辨率图像进行重叠分块,并在样本库中搜索最近邻的高低分辨率样本聚类;再次,将输入低分辨率图像块作为输入图像,与样本库中最近邻的低分辨率聚类样本作为引导图像,运用本文提出的多引导滤波器计算引导滤波器的参数;最后,利用样本库中最近邻的高分辨率聚类样本和引导滤波器的参数,通过多引导滤波器就可以重构高分辨率图像.实验结果表明,本文算法不仅能很好地重构图像的高频细节,还能很好地恢复图像的纹理特征.
一种新的基于NIG模型的四元数小波图像去噪方法
朱芳, 刘卫
2017, 39(10): 928-935.
摘要 PDF免费下载(9)
摘要:
基于正态逆高斯模型和快速双边滤波,本文在四元数小波变换域提出一种新的图像去噪算法.首先将噪声图像进行四元数小波变换分解,其次应用快速双边滤波算法处理低频子带,高频子带采用正态逆高斯模型对其进行建模,并结合最大后验概率估计准则推导出相应的阈值函数,最后结合最优线性插值得到的阈值算法实现图像去噪.对提出的算法进行实验仿真,通过与已有优秀去噪算法比较,结果显示本文方法取得了不错的视觉效果,且在峰值信噪比和平均结构相似性上都得到一定的提高.
基于二维信息熵的红外小目标检测算法研究
王标
2017, 39(10): 936-939.
摘要 PDF免费下载(10)
摘要:
由于多种因素的影响,红外小目标容易淹没在背景中,日趋复杂的背景以及隐身技术的应用,给红外小目标的检测带来极大的困难.分析天空背景下的红外图像特征,针对红外目标、天空背景和噪声各自不同的特点,结合二维信息熵,基于聚类思想构造属性集,依据属性集进行目标检测,然后根据噪声和目标点的特征,对检测结果中的孤立噪声点进行剔除,最终检测出小目标.仿真实验结果表明:该算法较二维最大熵算法,能够有效地提取出目标,与二维灰度级-邻域灰度级绝对差直方图法相比,计算简单方便,缩短运行时间.
基于局部对比度测量的红外弱小目标恒虚警检测
姚朝霞, 谢涛
2017, 39(10): 940-945.
摘要 PDF免费下载(10)
摘要:
鲁棒有效的弱小目标检测算法是光电跟踪系统成功的关键.本文针对空中远距离红外弱小目标检测的实际问题,在人类视觉对比机制基础上提出了一种检测率高、误报率低、处理时间短的红外小目标检测方法.首先,利用基于恒虚警率的Top-hat滤波和自适应阈值操作对原始图像进行预处理,得到疑似目标区域,该步骤可大大减少计算时间,同时保持恒定的虚警概率和可预测的检测概率;然后,定义了一种新颖有效的局部对比度测量算子,并引入图像局部的自相似性计算局部显著图,该过程不仅可以增强图像目标的视觉显著性,同时还可以抑制噪声,提高区域目标的信噪比;最后,在显著图基础上,利用简单的阈值操作就可以获得真实目标.定性定量实验结果表明,本文提出的方法与4种现有检测算法相比,具有更高的检测率、更低的虚警率和更少的检测时间,是复杂背景下红外弱小目标检测的有效方法.
对比度阈值自适应的SIFT图像拼接算法
李尊, 申小萌, 苗同军
2017, 39(10): 946-950.
摘要 PDF免费下载(10)
摘要:
图像拼接技术主要由3部分构成:采集、匹配和融合,其中匹配最为关键,决定拼接质量.针对SIFT图像拼接算法的特征点数目局部过高或过低情况,采用对比度阈值自适应的SIFT图像拼接算法,可得到合理数目的特征点.此方法保证特征点数目在150~300之间,过高或过低时,可自适应调节数目,进行有效控制.实验证明:改进的算法保证拼接效果的基础上,提高运算效率,具有实用价值.
红外光学材料
常用中波红外窗口材料高温透过与热辐射性能比较
范金太, 许杨阳, 覃显鹏, 毛小建, 张龙
2017, 39(10): 951-957.
摘要 PDF免费下载(37)
摘要:
在高超音速飞行下,飞行器的中波红外窗口面临着气动加热导致的高温透过率下降和高温辐射增强的挑战,在高马赫应用中,选择窗口材料时必须对材料的高温透过率与高温热辐射这两个性能进行考察.本文采用傅里叶红外光谱仪测试了蓝宝石单晶、钇铝石榴石单晶、镁铝尖晶石陶瓷、氟化镁陶瓷和氧化钇陶瓷5种常见中波红外窗口材料在50℃~400℃的高温透过性能和高温辐射性能.考察了这几种窗口材料的高温透过率下降趋势和高温辐射增强.结果表明,相对于其他3种材料,氟化镁和氧化钇材料在3~5μm应用波段的高温透过率下降很小,同样高温辐射也较小.此外,氧化钇表现出非常优异的超低红外辐射性能,是一种非常有应用前景的中波红外窗口材料.
制导与对抗
不同形式喷管流动与红外抑制特性数值分析
廖华琳, 张勃, 邓庆晃, 吉洪湖
2017, 39(10): 958-965.
摘要 PDF免费下载(11)
摘要:
本文针对涡扇发动机,设计了等进口、出口面积,等长度的轴对称、矩形与S弯收敛喷管(出口宽高比W/H=4),在相同的内、外涵进口、出口参数下,数值分析了其流动、换热与红外辐射强度分布特性.比较得出,S弯喷管在矩形喷管基础上,进一步强化了二次流流动,增强了掺混,使得热喷流温度衰减增强;S弯壁面对进口高温部件形成有效遮挡,有效降低了红外辐射强度.水平探测面上,不同喷管红外辐射强度分布相似,S喷管量值最小,而在垂直探测面上,S弯喷管最大值出现高度角为20°时,这是由于尾喷流的向上偏转导致的.相比轴对称喷管,在喷管正后方,矩形喷管红外辐射强度降低23.1%,S弯喷管降低89.7%.
红外应用
深蓝色建筑节能涂层的制备及性能研究
杨光, 邓安仲
2017, 39(10): 966-971.
摘要 PDF免费下载(10)
摘要:
为降低夏热冬冷地区建筑降耗,以片状钴蓝为颜料,改性纳米硅溶胶/苯丙复合乳液为基料,制备了深蓝色建筑节能涂层并探究片状钴蓝的掺量对涂层性能的影响.采用X射线衍射仪、紫外/可见光/近红外分光光度计、红外辐射率测量仪、精密色差仪和扫描电子显微镜对钴蓝和建筑节能涂层性能进行表征,自制隔热装置测量涂层隔热性能.结果表明:钴蓝的近红外平均反射率为49.64%;当钴蓝掺量为15%时,涂层近红外平均反射率最大,为21.47%,此时,涂层在8~14μm波段的法向发射率高达0.96,涂层试板背面平衡温度比空白石棉水泥板低7.5℃,隔热性能较好.

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