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2016年 第2期

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综述与评论
螳螂虾视觉成像的特点及其仿生技术研究综述
张旭, 金伟其, 裘溯
2016, 38(2): 89-95.
摘要 PDF免费下载(17)
摘要:
螳螂虾是目前发现的拥有世界上最复杂眼睛的动物，其视觉系统有16种不同的光感受器类型，能够探测并分析可见光、紫外光、线偏振光以及圆偏振光。螳螂虾的视觉系统为设计出更好的成像器件提供了范例，目前，仿生螳螂虾视觉成像技术处于起步阶段，具有广阔的应用前景。本文对国内外螳螂虾视觉的特点及其仿生成像技术的研究进展进行了全面系统的综述，分析了螳螂虾视觉的成像优势，指出了仿螳螂虾视觉成像技术的应用前景。
浅谈近红外伪装技术的发展现状及趋势
郭家齐, 张志刚, 胡泽斌, 闫焕敏
2016, 38(2): 96-101.
摘要 PDF免费下载(42)
摘要:
近红外伪装技术在现代化战争中的重要性日益凸显。在阐述其原理的基础上，研究了近红外伪装技术的主要方式，包括近红外伪装涂料和近红外伪装染料。分析了近红外伪装技术未来的发展趋势，如完善现有技术缺陷、开发多功能伪装技术、提升伪装效果评价能力以及追求伪装效果与环境保护并重等。
材料与器件
聚氨酯/Sm2O3复合涂层的制备及近红外吸收性能研究
张伟钢, 徐国跃, 薛连海
2016, 38(2): 102-106.
摘要 PDF免费下载(11)
摘要:
以聚氨酯（PU）为粘合剂，Sm2O3为颜料，采用刮涂法制备了 PU/Sm2O3复合涂层。采用近红外反射光谱及涂层力学性能测试方法系统研究了涂层的近红外吸收性能与力学性能。结果表明， Sm2O3可使涂层具备对1.06?m与1.54?m特殊近红外光的强吸收特性，PU可使涂层具备优良的力学性能。当涂层处于最佳条件（Sm2O3含量40%(w)，涂层厚度96?m）时，涂层的附着力可以达到1级，耐冲击强度可以达到40 kg·cm，对1.06?m与1.54?m特殊近红外光的反射率分别可以低至58.7%和34.7%。所制备的PU/Sm2O3复合涂层有望成为一种新型的具备优良力学性能的近红外吸收材料。
一种水性聚氨酯涂层红外发射率的研究
肖圣荣, 张桐, 王智勇, 刘鹏瑞
2016, 38(2): 107-111.
摘要 PDF免费下载(14)
摘要:
本文以铝粉作为功能填料，分别与水性聚氨酯和溶剂型聚氨酯配合制备了红外低发射率隐身涂层，并采用红外光谱、扫描电镜等手段测试了涂层的力学性能、耐溶剂性能和法向红外发射率性能。结果表明，两种功能涂层在力学性能和耐溶剂性能方面性能相当。水性涂层在3～5?m和8～14?m窗口内发射率分别为0.33和0.52，高于溶剂型涂层的0.32和0.39；涂层的发射率随着铝粉粒径的增大而降低，当粒径约为45?m时，涂层的红外发射率可降至0.34@3～5?m和0.42@8～14?m，这与溶剂型聚氨酯涂层的发射率相当。因此，采用水性聚氨酯替代溶剂型聚氨酯制备低污染性、环境友好的红外隐身涂层是有可能的。
铟凸点回流时的异常现象的研究
杨超伟, 李京辉, 王琼芳, 封远庆, 杨毕春, 左大凡
2016, 38(2): 112-116.
摘要 PDF免费下载(27)
摘要:
利用湿法回流缩球的技术，使铟柱回流成铟球。在研究中心距为30?m、面阵为320×256的读出电路在回流缩球的过程中遇到了3种异常现象，即铟球体积异常、铟球桥接和铟球偏离中心位置的现象。详细地介绍了这3种现象产生的过程及背景，分析了产生这3种现象的机理以及对器件性能和倒装互连的影响，并提出了相应的解决措施。
系统与设计
中波红外鱼眼镜头杂散辐射仿真分析
张东阁, 傅雨田
2016, 38(2): 117-120.
摘要 PDF免费下载(18)
摘要:
分析了中波红外镜头点源透过率与视场角之间的变化规律。在相同光学结构下，以相同的通光口径、焦距和光机结构，建立视场角20°、40°、60°、80°和110°的中波红外镜头杂散辐射模型，分析了模型的点源透过率曲线。随着视场角增大，红外镜头的点源透过率曲线趋于平缓，对视场外杂散辐射的抑制能力下降。降温能减少镜头自身的杂散辐射，在小视场角情况下可以改变点源透过率曲线的形状，但随着视场角增加，降温对点源透过率曲线的影响逐渐减小。视场角增大是影响红外镜头杂散辐射强度和分布的显著因素，降温对红外鱼眼镜头点源透过率曲线的影响不明显。
海空背景下红外图像处理系统设计与实现
戴军, 唐湘成, 高志峰
2016, 38(2): 121-125.
摘要 PDF免费下载(14)
摘要:
分析了对海红外成像特征以及图像处理的技术难点。设计了一种海空背景下对舰船目标进行自动识别和跟踪的图像处理系统。首先，介绍了采用目标跟踪和识别算法并行工作的软件设计，该设计充分融合跟踪和识别处理信息。然后介绍了基于双DSP和FPGA构架的硬件设计，以DSP作为核心处理单元，FPGA 作为控制单元。最后给出了外场试验实验数据，验证了该红外图像处理系统具有良好的实时性和适应性。
推帚式高光谱成像仪光谱定标及精度控制研究
谢佩, 马艳华, 李生红, 葛明锋
2016, 38(2): 126-131.
摘要 PDF免费下载(10)
摘要:
高光谱成像仪的光谱定标是为了确定仪器各波段中心波长和光谱分辨率，是获取地物光谱信息的必要条件。高光谱成像技术取得较快发展的同时，它的光谱分辨率也越来越高，这必然要求光谱定标的精度更高。文中从单色仪对定标精度影响出发，研究得到光源辐射强度包络对精度的影响可以达到0.12 nm以上，这对于定标精度要求很高的高光谱成像仪来说不可忽略。根据不同波长处包络的影响我们对中心波长精度进行了改善。通过实验得出波段210～228之间的中心波长精度提高了0.2 nm左右，约占总波段数的11%，波段165～209之间的中心波长精度提高了0.12 nm左右，约占总波段的24%。
图像处理与仿真
基于像元混合模型估计的高光谱图像解混
陈雷, 刘静光, 张立毅, 李锵, 孙彦慧
2016, 38(2): 132-137.
摘要 PDF免费下载(9)
摘要:
在高光谱图像中，线性混合像元和非线性混合像元同时存在，若采用基于单一混合模型的解混算法，会使解混精度降低。因此，提出采用神经网络对高光谱图像中的像元混合模型进行估计，然后针对不同的混合模型进行相应的像元解混。像元解混时，在目标函数中添加丰度非负和丰度和为一约束项，利用差分搜索算法优化求解目标函数以实现高光谱图像的解混。仿真和实际高光谱数据实验表明，本算法提高了解混精度，适用于线性和非线性混合模型。
一种改进的全变分模型校正红外焦平面阵列条纹非均匀性
潘科辰, 顾国华, 陈钱, 隋修宝
2016, 38(2): 138-143.
摘要 PDF免费下载(15)
摘要:
针对传统的红外图像非均匀性校正方法精度低，易破坏图像细节和边缘等缺点，本文提出了一种新的基于全变分理论的红外图像非均匀性校正方法。在分析不同正则项对全变分模型去噪性能影响的基础上，针对红外图像条纹非均匀性的几何特征，对原有的全变分模型进行了修正，使新模型既能约束图像水平方向的梯度，又能保护图像垂直方向的梯度。通过Split Bregman迭代最小化新的全变分模型，显著降低了计算复杂度，使其能广泛应用于实时视频序列。通过不同环境下对真实场景的实验，表明该方法不但能有效地校正红外图像的条纹非均匀性，还能较大程度地保护住图像的细节和边缘信息。
基于预测和JPEG2000的红外图像无损压缩方法
杨雪, 陈凡胜
2016, 38(2): 144-148,156.
摘要 PDF免费下载(11)
摘要:
为了解决空间遥感凝视型探测器获取的数据量巨大的问题，研究了红外图像的无损压缩。经比较，JPEG2000国际标准压缩算法具有较好的压缩性能且有相应的ASIC（Application Specific Integrated Circuit）芯片易于系统实现。本文对连续的红外图像序列的空间和时间相关性进行了分析，以此为基础提出了一种基于预测和JPEG2000算法相结合的无损压缩方案，并以ASIC和FPGA为平台实现了一个复杂度低、性能高的实时无损压缩系统。对不同复杂程度的源图像进行的压缩实验表明，该系统能够实现连续红外图像平均无损压缩比4.516，与JPEG2000标准算法相比，无损压缩比提高了59%以上。
消除光晕和细节增强的多尺度Retinex红外图像增强
温海滨, 毕笃彦, 马时平, 何林远
2016, 38(2): 149-156.
摘要 PDF免费下载(44)
摘要:
针对传统 Retinex 算法处理红外图像存在光晕伪影和细节增强不足的缺点，本文提出一种消除光晕和细节增强的Multi-scale Retinex（MSR）红外图像增强算法。首先，以局部方差和局部复杂度构造引导滤波的自适应平滑增益，然后，采用改进的引导滤波核函数估计照度分量，在对数域对多尺度 Retinex 数学模型求解，获取消除光晕和细节保持的多尺度反射分量。最后，为进一步增强细节和提升亮度，对反射分量依灰度等级进行自适应增强，并通过偏移调整和 Gamma 校正改善图像亮度，得到最终增强图像。实验结果表明，本文算法相对其它的 Retinex 增强算法，可有效地消除光晕现象，突出细节，可获得视觉效果良好的增强结果。
红外与微光融合图像的多尺度色彩传递算法
谯涵丹, 富容国, 王贵圆
2016, 38(2): 157-162.
摘要 PDF免费下载(12)
摘要:
针对红外与微光的灰度融合图像不利于人眼观察的问题，提出了一种在YCbCr颜色空间的基于多尺度多分辨率分析的色彩传递算法，帮助观察者获取丰富的场景信息和舒适的观察效果。该算法首先在Y通道将红外和微光图像进行灰度融合；然后将灰度融合图像和彩色参考图像的Y分量做拉普拉斯金字塔分解，比较其金字塔各层系数差异，综合各层系数差异找出最佳匹配点；最后将参考图像中最佳匹配点的 Cb和 Cr值传输到灰度融合图像中，生成最终的具有自然色彩的融合图像。实验结果表明，本文方法生成的彩色融合图像接近自然真实的颜色，有利于人眼对目标的观察与场景的理解。
电子稳像中的参考帧选择策略
黄文娟, 王敬东, 薛重飞, 王崟
2016, 38(2): 163-167,174.
摘要 PDF免费下载(12)
摘要:
在电子稳像中合理的选择参考帧是全局运动估计和运动补偿的基础。为了解决传统参考帧选择策略带来的帧间跳变的缺陷，给出一种基于累积变换的参考帧更新策略，通过相邻帧间运动参数的累积变换得到当前帧相对于第一帧的累积全局运动参数，统一了补偿基准，并针对过程中产生的累积误差问题，通过设定匹配阈值调整参考帧更换条件，减少参数的传递次数。实验结果表明，改进算法能够有效解决帧间跳变问题，缓解误差的累积进程，输出平稳的结果视频。
红外应用
用于分析灰度与温度相关性的红外探测设备
巩稼民, 王贝贝, 郭涛, 柳华勃, 刘坤鹏, 徐嘉驰, 张正军
2016, 38(2): 168-174.
摘要 PDF免费下载(11)
摘要:
为了解决在某些领域温度不易被测量的问题，一些国内外的研究者决定从图像处理领域出发，研究图像与温度的关系。针对这一问题设计出了一种全新的用于分析图像灰度与温度相关性的实验设备，该设备首先通过控制器对温度进行控制，再利用红外相机记录在不同温度（40℃～100℃）下的红外靶标成像图，然后对靶标成像图进行处理，从中提取灰度值，最后通过比较分析出温度在60℃～80℃范围内红外靶标成像图的灰度值和温度值近似呈高度线性关系，得到相关系数为0.931。结果表明：该设备可以精确地分析出红外靶标图像灰度与温度之间存在的线性相关关系，并且在空气透过率的测量、造纸厂草料自燃研究和电力检查等方面有很好的应用。
有机宝石近红外光谱分析
李晓静, 祖恩东
2016, 38(2): 175-178.
摘要 PDF免费下载(10)
摘要:
本文采用傅里叶变换红外光谱仪对有机宝石犀角、玳瑁、珊瑚、珍珠、琥珀有机宝石的近红外光谱进行归属和对比研究。结果表明：有机宝石近红外光谱以氨基酸的倍频、组合频为主，其中较强的两个吸收谱带为6800 cm－1± NH伸缩振动第一倍频，5100 cm－1± NH伸缩振动和酰胺II（CN伸缩振动，NH 弯曲振动偶合产生，主要属于 CN 伸缩振动）的组合频。该研究结果可为有机宝石的鉴别提供新的方法，也为有机宝石的成分研究提供了一定的信息。
昆明物理研究所2016年研究生招生简章
2016, 38(2): 179-179.
摘要 PDF免费下载(6)
摘要:

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