红外技术 /oa 空间和时间灵敏的微通道板光子探测器 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201807043 微通道板(Microchannel Plate,MCP)探测器具备单光子(粒子)灵敏的计数成像探测能力,以及多种类型的读出方式和构造及封装形式的选择。MCP的特征结构决定其具有高空间分辨和快时间响应能力。快速多通道全并行数据处理电子学的应用,使MCP光子探测器的空间和时间分辨性能得到显著提高,而借助于像增强器高真空封管工艺制程,结合多种光电阴极的选择,构造标准化封装组件及模块,以便于针对不同应用时的灵活配置及专门优化,将MCP光子探测器拓展到多种学科领域应用,成为对多种微弱辐射物进行高空间分辨和时间分辨的计数成像探测的一个有效工具。 2018年11月21 00:00 2018年第11期 1025 1032 714082 潘京生<sup>1,2</sup> 紫外-红外双色集成探测器的发展与现状 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201801025 随着军事和民用对高集成度、多色化光电探测的不断需求,在近几十年内,紫外-红外(UV-IR)双色集成探测器从无到有,从彼此独立的紫外和红外探测器的简单集成发展到如今量子阱结构、键合结构等新型集成技术,但不同的光敏材料或系统带来较大的晶格失配问题仍然限制了其发展与应用。本文阐述了紫外-红外双色集成探测技术在发展过程中的主要问题,并以时间和紫外探测技术为线索简述了紫外-红外双色集成探测器的发展历史及研究现状。 2018年11月21 00:00 2018年第11期 1033 1041 1276671 李淑萍<sup>1</sup>,何涛<sup>2</sup>,付凯<sup>3</sup>,于国浩<sup>3</sup>,张晓东<sup>3</sup>,熊敏<sup>3</sup>,张宝顺<sup>3 </sup> 基于FPGA的高速光谱采集与处理系统 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201709017 为了实现光谱数据的高速采集与实时处理,研究了一种基于FPGA(Field-Programmable Gate Array)的高速光谱数据采集与分析系统。系统由光学模块和处理模块组成,光学部分由准直透镜、静态干涉具、CMOS探测器组成;处理模块由FPGA硬件编程实现。通过对所采集的干涉条纹进行切趾处理、FFT(fast Fourier transform)及光谱标定,并根据干涉具参数给出了光谱分辨率的函数关系,从而实现了对被测光谱的复现。采用了Moswlaim6.3f对处理模块进行了仿真分析,并计算了不同切趾方法对反演光谱的影响,验证了FFT时序逻辑关系符合设计要求。实验中搭建了光学模块和处理模块,完成了对660.0 nm激光的光谱分析。实验结果显示,该系统具有高速光谱数据采集与复现的能力,适用于高速光谱数据处理系统。 2018年11月21 00:00 2018年第11期 1042 1046 382964 刘江平,薛河儒 基于小波变换的红外探测系统信号去噪 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201803023 针对红外探测系统目标识别时漏报警与误触发的问题,基于小波分析理论,对转动探测系统输出的红外信号进行小波去噪处理。构造适用于本系统红外信号去噪处理的阈值函数,通过计算分析与实验验证,采用4层coif小波基函数分解效果最佳。本文构造的阈值函数较传统软、硬阈值函数信噪比(SNR)提高17.52%~34.5%,均方误差(MSE)减小16.15%~20.77%,在不丢失原始波形信息的前提下,使无车辆目标时输出波形平坦、有目标时输出波形光滑,为后期实现车辆目标的识别提供理论依据。 2018年11月21 00:00 2018年第11期 1047 1051 409480 朱文斌<sup>1</sup>,雷秉山<sup>2</sup>,雷志勇<sup>1 </sup> 基于H.264标准的弹载红外图像压缩系统 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201808009 为了对高动态范围弹载红外图像进行有效地压缩,本文设计了一种基于H.264标准的红外图像压缩系统。该系统采用FPGA+DM368的硬件架构形式,通过对16位红外图像数据进行拆分,利用DM368内嵌的视频协处理硬核完成对图像数据的压缩。最后,对路口红外成像数据进行测试,试验结果表明该系统具有高压缩率、低失真度等特点,系统工作稳定可靠。 2018年11月21 00:00 2018年第11期 1052 1055 354907 张聪颖,孙江辉 均匀大气中氧气A带平均透过率快速计算模型 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201806013 利用逐线积分方法,建立了一种均匀大气中氧气A吸收带平均透过率快速计算模型。模型采用等波数间隔取样,能根据大气温度和压强自动选择谱线线形,并利用直和模型进行快速近似计算Voigt线形函数。在不同大气模式下设置不同传输路径,利用该模型计算氧气A带平均透过率与路径长度关系曲线,并将计算结果与Modtran软件计算结果进行对比。从对比结果可知,不同路径下模型计算的平均氧气透过率最大相对误差均小于2%,计算时间均小于1 s,具有较高的准确度和计算实时性。计算结果表明该模型能够在均匀大气中对氧气A带平均透过率进行快速准确计算。 2018年11月21 00:00 2018年第11期 1056 1060 719255 刘秉琦<sup>1</sup>,余皓<sup>1</sup>,闫宗群<sup>2</sup>,张瑜<sup>3</sup>,陈一超<sup>1</sup>,张帅<sup>1 </sup> 大面阵长波红外光学无热化镜头的设计 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201804004 红外成像随着红外探测器技术及红外材料的发展,一方面是走向大面阵,另一方面是走向无热化。文中设计了一款用于大面阵(1024×768,17 um)长波红外光学无热化镜头。系统由4片透镜组成,采用两种红外材料组合设计和两面非球面校正系统像差设计,焦距为90 mm,相对孔径为1:1,全视场角为13.8°,总长为108 mm。设计结果表明:在空间频率为30 lp/mm,0视场的MTF值大于0.45,接近于衍射极限,1视场的MTF大于0.35,在-60℃~+100℃温度范围内,各视场MTF值与常温变化不大,满足光学无热化设计。该镜头结构简单、紧凑、工艺性良好,易于加工,易于实现。 2018年11月21 00:00 2018年第11期 1061 1064 420456 陈潇 透射式红外镜头杂散光分析与抑制结构设计 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201807025 为降低严重的外杂散光对红外探测系统成像性能的影响,对系统的遮光罩、挡光环和镜筒的消光螺纹设计优化。通过ProE软件和TracePro软件建立红外镜头的光机模型,采用正向光线追迹法,进行杂散光仿真分析,计算不同的光源离轴角度下的点源透过率值(PST),结合MATLAB软件绘制不同疏密程度的消光螺纹镜头消杂散光的PST曲线,并进一步验证三角形消光螺纹的抑制效果。结果表明:设计的挡光环能抑制部分杂散光;添加合理的消光螺纹后能有效抑制红外镜头杂散光;适当增加消光螺纹的密度并采用三角形螺纹,相比无消光螺纹情况下PST值下降1~2个数量级。当杂散光入射角大于临界入射角30时,杂散光抑制能达到阈值指标,满足杂散光抑制工作需求。 2018年11月21 00:00 2018年第11期 1065 1070 1815354 宋新成<sup>1,2</sup>,张宇<sup>1</sup>,贾钰超<sup>2</sup>,黄攀<sup>2</sup>,金丽漫<sup>2</sup>,王彩萍<sup>2</sup>,罗宏<sup>2 </sup> 基于改进自抗扰的快速反射镜控制研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201712009 快速反射镜(Fast Steering Mirror,FSM)是光电跟踪系统中精跟踪的重要组成部件,FSM系统需要满足响应时间快,高精度以及抗干扰等性能要求。提高跟踪精度以及减小响应时间是快反镜系统需要解决的关键问题。本文提出了一种改进非线性状态误差反馈控制律的自抗扰控制器,在传统自抗扰优良控制效果的基础上,进一步改善了系统的动态性能和稳态性能。经过大量仿真研究,与传统自抗扰控制相比,该方法使系统的动态性能提升80%左右,跟踪精度增加了46%左右。 2018年11月21 00:00 2018年第11期 1071 1076 546409 魏文军,赵雪童 微通道板高增益二次电子发射层制备研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201710019 提高微通道板(Micro-channel Plate,MCP)的综合性能一直都是器件使用性能提升首要解决的关键问题。纳米薄膜材料的发展及其制备技术的成熟为微通道板性能提升提供了契机,使用原子层沉积(Atomic Layer Deposition,ALD)技术,在微通道板的通道内壁生长一层Al2O3薄膜作为高二次电子发射层,以增强通道内壁的二次电子发射能力,从而提升微通道板的增益性能。通过调节ALD沉积过程中的循环数,腔室反应温度和前驱体反应时间,分析工艺条件改变对MCP二次电子增益的影响。结果表明ALD沉积工艺参数对MCP二次电子增益有很大影响,使用适当的工艺参数,可得到具有高二次电子增益的MCP。 2018年11月21 00:00 2018年第11期 1077 1080 288776 郝子恒<sup>1,2</sup>,李相鑫<sup>1,2</sup>,张妮<sup>1,2</sup>,朱宇峰<sup>1,2</sup>,李丹<sup>1,2 </sup> 微光ICCD信噪比测试技术研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201807027 为了精确测量在低照度环境下微光ICCD的信噪比值,为其性能评价提供参考,基于Lab VIEW软件平台和NI采集系统设计了一套微光ICCD信噪比测试系统,实现了微光ICCD多视频格式图像采集、信噪比计算以及实验结果记录等功能。利用该系统对PAL制模拟相机和camera link数字相机进行了对比测试,结果表明在10<sup>-5</sup> lx~10<sup>-4</sup> lx环境照度下,微光ICCD的信噪比值随照度增大而增加,且PAL制相机的信噪比值增大明显而camera link相机信噪比值增大较为平缓;同一照度4.66×10<sup>-4</sup> lx测试条件下,信噪比的均方差范围在1.65%~2.3%,均小于5%,验证了该测试系统的稳定性和准确性。 2018年11月21 00:00 2018年第11期 1081 1084 574551 倪莉<sup>1</sup>,钱芸生<sup>1</sup>,孙宇楠<sup>2</sup>,王生云<sup>2</sup>,解琪<sup>2 </sup> 基于超像素分割的红外盲元检测及校正 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201801029 针对红外成像系统盲元检测中,传统窗口全局阈值法阈值选取的局限性,结合盲元响应随机性特点,提出了一种基于超像素分割的盲元检测算法,给出了分割区域像素数及检测过程阈值设置方法;针对盲元校正问题,提出了一种基于结构相似度和空间邻域距离加权的相关像素插值的盲元校正算法,研究了不同加权方法对估计误差的影响。最后通过实验验证了算法的准确性和有效性,结果表明:本文提出的算法检测结果准确率高、漏检率低、虚警率低,校正后图像的RMSE低于邻域均值法(AN,Average Neighboring method)和最近邻替代(NN,Nearest Neighboring method)算法。 2018年11月21 00:00 2018年第11期 1085 1090 491947 詹维,马新星,徐子剑 基于邻域特征与SCM相结合的红外与可见光图像融合 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201803043 <div>提出了一种基于邻域特征与脉冲发放皮层模型(Spiking Cortical Model,SCM)相结合的红外与可见光图像融合算法。首先,源图像经过非下采样剪切波变换(Non-subsampled Shearlet Transform,</div> <div>NSST)分解得到各自的低频子带图像和高频子带图像。然后,根据低频与高频子带的特点,选择适合的邻域特征作为SCM的外部激励,通过比较SCM的输出对低频与高频分量进行融合。最后将融合得到的低频与高频子带图像经逆变换重建得到最终的融合图像。通过实验仿真与其他几种方法进行比较,可以看出本文算法的融合图像红外目标突出,背景信息丰富,视觉效果良好,并且在标准差、信息熵,以及互信息等客观评价方面具有明显的提高。</div> <div> <br /> </div> 2018年11月21 00:00 2018年第11期 1091 1097 1138320 巩稼民,薛孟乐,任帆,丁哲,李思平,侯玉洁,蔡庆 基于背景抑制和前景抗干扰的多尺度跟踪算法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201803026 针对尺度变化、目标形变、背景混乱及相似等导致的相关滤波跟踪算法模型漂移的问题,本文提出了一种基于背景抑制和前景抗干扰策略的多尺度相关滤波跟踪算法。前者应用自适应高斯窗和颜色概率模型,以解决背景混乱及相似问题;后者采用自适应密集采样和颜色概率模型,以抑制尺度变化和目标形变等干扰。最后,构建一维尺度滤波器实现对目标尺度的精确估计。在OTB-50数据集下的对比实验表明,本文算法取得了79.2%的精确度和65.5%的成功率,优于现有的主流相关滤波跟踪算法,在11种常见的干扰下性能亦为最优,展示出较高的跟踪精度和较强的鲁棒性。 2018年11月21 00:00 2018年第11期 1098 1105 513047 华逸伦,石英,杨明东,刘子伟 融合运动模型与联合置信度量的改进核相关跟踪算法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201806001 红外制导技术是武器制导领域研究的热点和主要方向。针对探测跟踪过程中核相关跟踪算法(Kernelized Correlation Filter,KCF)对快速运动和严重遮挡目标的跟踪精度下降问题,提出一种融合卡尔曼滤波和运动模型的改进核相关目标跟踪算法。该算法首先利用运动模型对目标的位置进行初始估计,提出一种自适应搜索区域选择的方法。针对测试样本的置信度响应图呈现多峰平坦的情况,本文提出了一种用于目标相似度量的组合置信度测量策略,采用相关峰的锐度和置信图的平滑度约束来进一步计算疑似区域的置信度,提升算法的抗干扰能力;同时,本文也提出了一种基于最优置信度的自适应参数更新,增强模型的泛化能力。大量的仿真实验结果表明本文所提的算法的跟踪性能超过传统的核相关跟踪算法,对复杂的跟踪场景具有更强的鲁棒性与抗干扰能力。 2018年11月21 00:00 2018年第11期 1106 1111 618431 陈婧<sup>1</sup>,孙玉娟<sup>1</sup>,周万军<sup>2 </sup> 复杂环境下电力设备红外热图增强与分割研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201711025 在户外电力设备维护中,红外热图增强与分割是今后诊断排障智能化发展的关键一环。本文提出复杂环境下电力设备红外热图增强与分割的新模型:采用区域联合先验信息约束和伽马变换对Retinex图像增强模型进行改进;提出多尺度结构保留型平滑滤波,用高斯正则项约束滤波尺寸。新模型不仅可以对隐藏噪声进行估计补偿,增大红外热图的对比度,而且消除了滤波边缘弥散现象,适用于多种尺寸的电力设备分割。实验证实,在复杂环境下相比其他算法,新模型可以得到更为完整、高对比度的红外热图,同时具备去除绝大多数背景干扰的性能。 2018年11月21 00:00 2018年第11期 1112 1118 784795 陈基顺<sup>1</sup>,肖立军<sup>1</sup>,万新宇<sup>1</sup>,麦锐杰<sup>2</sup>,秦慧平<sup>2</sup>,李磊<sup>2 </sup>