红外技术

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2017年第3期

栏目

图像处理与仿真
材料与器件
系统与设计
制导与对抗
微光技术
测量技术

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图像处理与仿真

DWT、NSCT和改进PCA协同组合红外偏振图像融合

杨风暴, 董安冉, 张雷, 吉琳娜

2017, 39(3): 201-208.

摘要 PDF免费下载(10)

摘要:
为充分保留红外光强和偏振图像细节、强度等信息,综合多算法的优势性能,提出一种DWT、NSCT和改进PCA的多算法协同组合融合新方法,在考虑3种算法互补协同关系基础上,充分保留源图重要目标和细节信息.首先,用离散小波变换(DWT)将源图分解为高低频分量,低频用非下采样轮廓波变换(NSCT)再次分解;其次,对主成分分析法(PCA)进行权值改进,分块融合NSCT分解所得低频分量;然后,提出"相关系数-局部能量-局部标准差"规则融合NSCT分解所得高频,用"层内对比度"规则融合DWT分解所得高频;最后,NSCT逆变换重构所得图像作为DWT低频融合图,再用DWT逆变换获得最终融合图像.实验结果表明,所提方法在视觉效果、细节层次及保留等方面比单一或简单组合方法更具优势,对不同场景适应性较强.

改进型自适应分段的红外焦平面非均匀校正方法

崔坤, 陈凡胜, 苏晓锋, 唐玉俊, 刘炎

2017, 39(3): 209-213.

摘要 PDF免费下载(20)

摘要:
制冷型红外焦平面探测器的响应非均匀性对其定量化应用产生很多不利影响.本文在对红外焦平面探测器像元响应特性深入研究的基础上,提出了一种的改进型自适应分段的红外焦平面非均匀校正算法.该方法主要在前人研究的基础上给出校正效果与分段校正阈值选择之间的定量化关系,从而降低了分段校正时阈值选择的盲目性.另外,该方法采用归一化直线作为校正的目标曲线,而非传统方法中采用分段目标曲线.文中首先分析了线性校正误差的来源,然后给出校正效果与分段阈值之间的定量化关系,最后给出校正方法的原理和步骤.在校正效果评价方面,本文使用局部非均匀性(LNU)来评价校正后的效果,该方法相对于传统的评价方法,更能体现校正后残差的局部特性.实验表明,相对于传统的多点校正法,该方法使用较少的参数量获得更好的校正效果,并且易于工程实现.

基于图像差值调制模型的红外纹理生成方法

杨壹斌, 李敏, 杨敏, 王亚楠

2017, 39(3): 214-220.

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摘要:
针对红外场景仿真中纹理映射真实感欠缺,实用性和灵活性较弱的问题,考虑到实拍图像在多方面的局限性,提出了基于红外图像灰度差值调制模型的纹理生成方法.该方法以实测某时刻红外图像为基础,实施材质分类后将材质灰度与其灰度均值进行逐像素差值运算,得到主要景物材质的灰度差值分布,利用传热学理论求出景物在一天内其它时刻的均值温度,再模拟红外成像系统工作过程将其量化为对应灰度均值,并与灰度差值分布进行调制,生成仿真时刻的红外图像.实验结果表明,利用该方法生成的红外纹理图像兼具较高的真实性和可靠性,能够满足仿真应用要求.

基于蚁群算法的Criminisi图像修复

郑玉婷, 吴谨

2017, 39(3): 221-225.

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摘要:
提出了一种基于蚁群算法的Criminisi图像修复算法,将蚁群算法应用到Criminisi图像修复算法的最佳匹配模板搜索中.首先计算待修复区域优先权;然后蚁群寻找搜索路径中留下的信息素,沿着信息素最多的路径寻找到最佳匹配模板;最后更新置信度,直到修复结束.实验结果表明,修复后的图像PSNR较高不易陷入局部最优,能较快速地搜索到最佳匹配模板.

热像仪暗角补偿研究

粟宇路, 杨波, 夏菲, 苏兰, 苏俊波, 刘传明, 陈大乾

2017, 39(3): 226-231,236.

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摘要:
针对热像仪普遍存在的暗角噪声进行了分析,提出了一种基于参考辐射源进行暗角噪声补偿的方法.探讨了传统非均匀性校正方法对暗角噪声进行补偿的优劣性,并提出了一种改进的神经网络校正算法.基于Retinex理论提出了一种基于单帧图像快速去除暗角噪声的方法,实验结果表明,该算法可以有效去除暗角噪声.

基于小波包能量分析的红外火焰信号识别

周永杰, 余震虹, 张赵良

2017, 39(3): 232-236.

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摘要:
在设计红外火焰探测器的过程中,人工光源常常会引起探测器的误报.为有效区分人工光源与火焰信号,本文首先对采集的1种人工光源以及3种火焰信号进行分析,将采集的信号进行小波包4层分解,得到信号的能量谱.通过分析发现选取第2,3,4,7频段的能量值能够将这4种信号有效区分.为进一步验证实验结果,本文将双通道两路信号的第2,3,4,7频段的8个能量值作为一组特征向量,与BP神经网络结合进行模式识别.结果表明,通过这样的方法不仅可以区分火焰和人工光源,同时可以对3种火焰进行识别,其识别的正确率为84.1%.因此,基于小波包能量分析的方法提取这8个能量值作为特征值具有一定的可行性,能有效减少人工光源引起的误报,同时为火焰种类的识别以及以后的灭火自动化提供了新的可能性.

非均匀噪声环境下的滑窗式恒虚警检测器

刘贵如, 王陆林, 汪军, 强俊, 邹姗

2017, 39(3): 237-242.

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摘要:
为了解决传统目标检测算法在非均匀噪声环境下检测性能严重下降的问题,提出了一种自由滑窗式恒虚警检测算法,在被检测单元两侧各取N-1个参考单元作为初始自由参考窗,然后从左向右依次滑动N次,得到N个滑窗,根据滑窗噪声功率的平均值与被检测参考单元功率值的比较结果,选择相应的滑窗噪声功率平均值集合取均值,再乘以参数因子T得到比较门限阈值S,根据被检测单元的功率与S进行比较,确定是否为有效目标.经过与其他算法进行仿真对比,该算法具有最优的检测性能,检测率98.93%,误检率2.28%,并成功应用于车辆开门预警系统,经测试,预警率大于98.10%,虚警率小于2.80%.结果表明,该算法提高了非均匀噪声环境下目标的检测概率,具有良好的检测性能.

材料与器件

基于全光谱拟合法的VO2薄膜光学常数计算

侯典心, 路远, 宋福印

2017, 39(3): 243-249.

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摘要:
为实现对VO2薄膜光学常数的测量,本文在全光谱拟合法的基础上,首先利用导纳矩阵法推导出透射率T与薄膜厚度d、折射率n以及消光系数k的函数关系,然后利用单纯形法得到其优化函数.最后采用Matlab编程方法对低温态、高温态VO2薄膜的红外透射率进行了全光谱拟合,得到折射率和消光系数等VO2薄膜光学常数的拟合曲线.结果表明:拟合曲线与已有研究结果及实测曲线基本吻合.采用全光谱拟合方法得到的光学常数能较准确的对VO2薄膜进行描述,为最佳膜厚设计提供了依据.此外,为更简便地描述VO2薄膜的光学常数,本文还引入了Cauchy色散模型方程,对全光谱拟合方法得到的中远红外波段(2.5~15μm)的光学常数结果进行了拟合.

CAB对红外低发射率涂层性能的优化研究

孟雪, 徐国跃, 谭淑娟, 刘宁, 尤玲丽, 李卫

2017, 39(3): 250-253.

摘要 PDF免费下载(12)

摘要:
为了优化原有红外低发射率涂层的性能,向红外低发射率涂层中加入醋酸丁酸纤维素(CAB),并对涂层进行红外发射率(8~14μm)、扫描电子显微镜(SEM)、力学性能及耐盐水性能测试.结果表明:加入醋酸丁酸纤维素可以促使涂层中铝粉定向排列并形成"镜面"结构,同时减少了涂层的表面缺陷,从而保证涂层发射率基本不变的情况下降低原有涂层的铝粉含量(由40%降低到30%),且优化后的涂层力学性能及耐盐水性能都优于原有涂层.

长链共轭聚席夫碱的合成与红外发射率性能研究

尤玲丽, 徐国跃, 孟雪, 李卫, 刘宁, 曾祥雄

2017, 39(3): 254-258.

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摘要:
应用溶液缩聚法,分别合成了4种不同结构(主链未含杂环和含有杂环)的长链共轭聚席夫碱;产物通过元素分析仪、核磁共振仪、紫外-可见光谱仪和红外光谱仪进行结构表征;分别测量了聚席夫碱的室温电导率和8~14μm红外发射率.结果表明芳香杂环改性的长链共轭聚席夫碱具有较高的室温电导率和较低的红外发射率.

系统与设计

一种甚高光谱干涉仪数据采集系统设计

樊奔, 张玉贵, 王建宇, 周志娟

2017, 39(3): 259-265.

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摘要:
针对大气环境探测甚高光谱干涉仪输出信号的特点,提出了一种基于双ADC数据采集系统设计方案.采用数据合成的方式对两个具有同输入不同增益通道的数据进行拼接,使用相对较低分辨率ADC实现了高分辨率系统设计,并对数据合成过程中两通道的不一致性进行了分析、测量和校正.最终给出了系统的电路设计方案和实验结果.实验表明:系统在保证采样速率的情况下,能够实现高分辨率采样,并具有良好的信噪比.

基于导引头测试的红外热源转台系统设计与分析

任桃桃, 邱亚峰, 常金彪, 吴文斌

2017, 39(3): 266-272.

摘要 PDF免费下载(11)

摘要:
为了测试红外制导导弹导引头捕获、跟踪目标的能力,设计了一套红外热源两轴转台系统,对不同结构的框架进行了对比和选择,利用pro/E软件对转台系统的俯仰机构和方位机构进行了结构设计,对红外热源转台系统进行了动平衡分析计算,通过ANSYS Workbench软件对方位支承架进行了静力学分析、保证强度要求,对红外热源转台整体进行模态分析,保证了系统稳定不产生共振,通过两种试验以及误差分析验证了所设计的转台系统满足参数要求.

制导与对抗

动平衡引起的玫瑰扫描位标器误差分析

聂飞龙, 焦彤

2017, 39(3): 273-278.

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摘要:
玫瑰扫描机制下的红外制导跟踪系统采用单元探测器,不具备直接测试绕动大小的能力,因此这类产品调试后剩余动平衡的风险较大.利用方位信息提取原理建立了扫描轨迹能量分布分析工具,对绕动不平衡条件下位标器方位信息提取误差进行了研究,确定了以光学系统坐标系为平衡基准的工艺方法.提出了分别检测与平衡两轴惯性积的策略,得到的精细化算法有助于提高平衡精度等级.

栅格化极坐标目标定位方法

邓立齐, 杨卫, 金晓会

2017, 39(3): 279-283.

摘要 PDF免费下载(10)

摘要:
针对战场侦察等环境下,目标侦测定位需要快速、多目标、全方位等特点,本文设计提出栅格化目标定位方法.介绍了该定位方法实现的集成激光测距、热像仪等仪器的一体化平台,利用具有夜视作用的热像仪做图像采集,激光测距仪标定距离,电子罗盘定向;信息处理单元运用图像处理技术,在采集数据的基础上建立栅格化极坐标模型,目标进入能够快速匹配对目标定位,实现全方位快速目标检测定位,尤其对群多目标定位具有较大优势.

微光技术

基于自动门控电源的微光像增强器信噪比研究

倪小兵, 延波, 杨晔, 杨书宁, 智强, 李军国, 姚泽, 邓广绪

2017, 39(3): 284-287.

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摘要:
针对实验中同一微光像增强器的信噪比在装配自动门控电源后有偏低现象,从而开展了以下研究:首先通过借鉴微光像增强器的信噪比公式,理论推导分析了阴极高压脉冲对信噪比的影响;其次分别给微光像增强器光电阴极施加高压脉冲和直流高压,通过实际测量两种状态下的信噪比,来验证理论推导分析的正确性;最后提出了一种自动门控电源阴极高压脉冲控制电路的设计方法,解决了基于自动门控电源的微光像增强器测试时的信噪比偏低问题.

测量技术

MEMS红外光源光谱特性及温度特性测试研究

张鹏, 丑修建, 刘立, 王二伟, 张辉

2017, 39(3): 288-291.

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摘要:
MEMS红外光源是基于微机电系统(MEMS)制造工艺的红外光源器件,为明确MEMS红外光源的辐射光谱分布特性和温度特性,采用SR5000光谱辐射计对MEMS红外光源进行辐射光谱分布特性测试,所得数据表明所选光源的红外光谱分布主要在3~5μm之间,中心波长位于3.6μm,该波段红外光具有接近90%的大气透过率;采用红外测温仪和热敏电阻对光源辐射体温度进行测试,结果显示所选MEMS红外光源温度特性优良,适用范围广泛.

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1979年创刊，月刊

主管：中国兵器工业集团公司

主办：昆明物理研究所
中国兵工学会夜视技术专业委员会

标准刊号：ISSN 1001-8891CN 53-1054/TN

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电话：0871-65105248

邮箱：irtek@china.com

《红外技术》是我国光电子领域科技期刊中创刊最早的刊物之一。《红外技术》由科学出版社出版，国内外公开发行，为单月刊技术类科技期刊。《红外技术》是一份立足科研、全面反映“红外技术”的国内外研究进展及其在国防、工农业及国民经济各领域的应用情况的专业学术性期刊。经过多年的努力，《红外技术》已成为中文核心期刊、中国科技核心期刊、中国科学引文数据库来源期刊。

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