2013年第3期文章目次

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  • 1  国外红外天文望远镜发展现状
    黄晨,王建军,高昕,丁盛
    2013, 43(3):235-239.
    [摘要](830) [HTML](0) [PDF 967.57 K](899)
    摘要:
    介绍美国、欧洲、日本典型的红外巡天计划及其红外天文望远镜,包括携带的仪器设备、工作状态和望远镜的光学结构特性。分析了红外探测器件的性能以及红外巡天计划生成的星表数据。展望了国外红外天文望远镜的发展趋势。
    2  复合腔及其在激光技术中的应用
    王新,肖光宗,谢元平
    2013, 43(3):240-243.
    [摘要](772) [HTML](0) [PDF 829.61 K](678)
    摘要:
    介绍了复合腔的定义及分类,总结了复合腔在调频纵模选择、光反馈测量和双频或双波长输出方面的应用和相应结构特点及近年来的发展,并结合应用背景对不同复合腔的特点做了比较。介绍了本实验室新研制的新型Y型腔双频He-Ne激光器,其频差动态范围可以达到从26~665 MHz的宽频率范围输出。介绍了基于上述激光器研制的气体膜盒式双Y型腔双频激光加速度计,经理论计算加速度计的分辨率可以达到1.15×10-6 g。
    3  非球面光学零件的应用
    李池娟,孙昌锋,席喆 杨晓庆
    2013, 43(3):244-247.
    [摘要](810) [HTML](0) [PDF 879.97 K](574)
    摘要:
    光学系统设计中采用非球面零件,增加了光学系统设计自由度,使复杂的光学系统设计变得容易实现,并可有效减少光学系统零件的数量,简化光学系统装调,减小系统的尺寸,提高光学系统成像质量和可靠性。文章介绍了非球面零件在现代光电仪器上的应用和优势。
    4  一种提高相位测距精度的方法
    曾真,王元庆
    2013, 43(3):248-251.
    [摘要](825) [HTML](0) [PDF 881.86 K](1030)
    摘要:
    摘要:在激光相位测距中,距离是通过求回波信号的相位信息求得的。由于频谱泄露和栅栏效应,传统的FFT不能精确地计算出频率点的相位值,因此提出使用密集频谱细化技术和频谱校正技术对回波信号的频谱进行校正。实验结果表明:基于复解析带通滤波器的复调制谱细化算法所需的运算量少,计算速度快,同时能够提高相位测量精度;频谱校正算法中相位差校正算法是一种精确的校正方式,校正精度很高;频谱细化和频谱校正技术大大提高了频谱分辨率。在工程应用中,本文方法运用于激光相位测距中能大幅度提高频域数字测相的精度。
    5  激光引偏干扰中漫反射板假目标的布设方法
    孙春生,张晓晖,饶炯辉,张爽
    2013, 43(3):252-255.
    [摘要](806) [HTML](0) [PDF 788.24 K](545)
    摘要:
    激光引偏干扰是一种对抗半主动激光制导武器的有效手段,漫反射板假目标是激光引偏干扰系统的标准配置设备,为了提高漫反射板假目标在激光引偏干扰中的诱偏效果,研究了漫反射板的布设方法。根据半主动激光制导武器的来袭威胁信息和漫反射板的反射特性,分析了漫反射板假目标的布设位置、漫反射面的朝向和多个假目标布设的具体要求,给出了量化的约束关系式,并指出了实际布设过程中的近似处理方法。研究结果对于漫反射板假目标的布设具有理论指导意义。
    6  全光纤激光相干探测实现远距离目标测速
    眭晓林 周寿桓 赵鸿,刘波 颜子恒,熊文龙
    2013, 43(3):256-257.
    [摘要](694) [HTML](0) [PDF 792.34 K](533)
    摘要:
    采用全光纤结构进行相干探测,使用输出功率100 mW窄线宽激光作发射源,利用多普勒效应,可对0.1 m~3 km目标进行测速。该系统探测灵敏度可达10-13 W,具有功耗小、环境适应性好、可靠性高等优点,适用于飞船着陆器安全软着陆等应用。
    7  影响自调式J-T制冷器启动时间的因素
    马艳红
    2013, 43(3):258-260.
    [摘要](745) [HTML](0) [PDF 866.32 K](543)
    摘要:
    在芯片和杜瓦结构确定后,对自调式J-T制冷器的研究是研制快启动焦平面红外探测器的重要工作。实验研究了热交换管长度、气源压力、流量对制冷器启动时间的影响。通过对实验结果的分析,阐述了回流阻力和自调机构受力对制冷器工作过程的影响,加深了制冷过程的理解,实验结论对研制快启动制冷器有一定帮助。
    8  两阶段三维滤波的红外图像去噪算法
    康长青,曹文平,华丽,方磊,程虹
    2013, 43(3):261-264.
    [摘要](1082) [HTML](0) [PDF 834.92 K](731)
    摘要:
    针对获取的红外图像含有的噪声,利用图像中的自相似性统计特性,提出两阶段三维滤波的红外图像去噪算法。算法通过块匹配分组,两阶段联合滤波和聚集三个步骤来实现对图像的初次估计和最终估计。初次估计线性硬阈值滤波实现。最终估计采用非线性维纳滤波实现。实验结果表明,与PDE,BLS-GSM相比,算法在图像视觉质量,输出PSNR和和执行时间上具有更好的优势,适合于实时性应用场合。
    9  基于信息冗余的小波红外图像去噪算法
    陈小明 颜景龙 李玉珏 邸超 吕丽丽
    2013, 43(3):265-271.
    [摘要](694) [HTML](0) [PDF 1.11 M](844)
    摘要:
    红外图像具有图像灰度集中、对比度低等特点,因而红外图像增强是红外图像应用必不缺少的部分,随之而来的是图像噪声的放大,为了进一步提高红外图像质量,需对增强后图像去噪。现有众多去噪方法中,极少同时兼顾算法效果及可实现性。提出了一种基于信息冗余的小波去噪算法,此算法在离散小波变化(DWT)过程中分别以不同的下采样方式获取多组含有相似冗余信息的小波系数,再利用噪声估计对小波系数进行非线性变换,抑制高频噪声并保留细节,然后利用变换后小波系数重构(IDWT)多副图像,利用含相似冗余信息的多副图像加权进一步去除高频噪声,获取最终去噪图像。此算法已在单片FPGA中进行实现,利用ALTERA CYCLONIII芯片实现后的处理帧频达到50 fps,满足实时性要求。
    10  基于环境辐射的现场目标发射率测量方法研究
    李园园,屈惠明,刘文俊
    2013, 43(3):272-275.
    [摘要](864) [HTML](0) [PDF 796.93 K](650)
    摘要:
    目标发射率测量是目标红外辐射特性测量的基础。介绍了一种基于环境辐射改变的目标发射率的测量方法。分析及推导了到达探测器上的辐射量,通过改变环境辐射的方法测定目标的反射率,进而得到物体的发射率。在实验室内采用黑体作为主动辐射源改变环境辐射,对三种物质分别进行发射率测量,与直接测量的发射率进行比较,结果最大误差为0.017,达到了实际需要,验证了该测量方法的可行性和准确性。该方法为红外辐射非接触精确测量物体温度提供了必要参量。
    11  ±800 kV换流站红外热像监测系统研究与实现
    高强,江一,李豹
    2013, 43(3):276-280.
    [摘要](774) [HTML](0) [PDF 995.20 K](654)
    摘要:
    针对±800 kV超高压换流站设备热图像的实时监测问题进行了研究。采用移动式监测终端的设计和无线Mesh组网技术,有效地实现了对站内设备进行热状态监测。系统具有红外图像和可见光图像的采集、传输、存储、告警、生成温度曲线和异常状态报告的功能。研究了设备温升的计算,区域异常告警划分和设备发热机理对照分析等关键技术,构建了典型故障信息库作为故障图样。结果表明:系统适合于较大范围对设备进行热状态进行监测,采集图像信息,功能实用。换流站的热图像图谱可用于研究设备发热机理,有效预警设备故障的发生。
    12  基于光学杠杆原理的炮口扰动角测试方法研究
    朱祺,薛挺,郭倩,马娜,兰甸
    2013, 43(3):281-285.
    [摘要](836) [HTML](0) [PDF 961.22 K](483)
    摘要:
    针对小口径火炮性能测试时难于准确测量炮口扰动角度的问题,提出了基于光学杠杆原理的非接触式炮口扰动角测量方法。根据小口径火炮发射过程中的振动规律,建立修订了炮口扰动角与光电位置传感器(PSD)二维坐标间的数学模型,并在实验室条件下,搭建模拟实验系统,验证了光学杠杆理论模型的合理性、准确性。为系统测试功能的最终实现奠定了数学基础,为测量火炮炮口扰动角及其振动规律提供了重要参考。
    13  退偏光纤陀螺刻度因数研究
    周柯江 刘树俊
    2013, 43(3):286-290.
    [摘要](741) [HTML](0) [PDF 913.55 K](970)
    摘要:
    首次在理论与实验两方面研究了闭环退偏干涉型光纤陀螺刻度因数的非线性误差,闭环锯齿波相位调制器对两个偏振光分量的不同调制深度是其非线性误差的原因之一。提出了降低闭环退偏干涉型光纤陀螺刻度因数非线性误差的方法。
    14  光电产品的可靠性设计与仿真试验
    乐洪宇,李朝荣,李永,郭宝录,王艳军
    2013, 43(3):291-296.
    [摘要](703) [HTML](0) [PDF 1.44 M](695)
    摘要:
    光电产品的可靠性仿真试验是提高产品可靠性的保证,通过信息收集、数字样机建模、模型修正与验证、应力分析、故障预计及可靠性仿真评估,说明了可靠性仿真试验是提高可靠性设计的有效途径。
    15  三值光学计算机解码器的信号判定系统设计
    左开中
    2013, 43(3):297-301.
    [摘要](633) [HTML](0) [PDF 1.05 M](495)
    摘要:
    针对三值光学计算机解码器需要将三态光信号转换为三值电信号问题,基于光波偏振态的斯托克斯矢量原理,提出了三态光信号判定原理,并给出四种判定方法。为了便于工程实现,将振幅式三态光信号判定方法简化为运算器镜像式三态光信号判定方法,以此为基础制作了百位以上三值光学计算机解码器。对百位三值光学计算机编码器的输出进行了解码实验,实验结果验证了运算器镜像式三态光信号判定系统理论上的正确性和工程上的可行性。
    16  导电聚苯胺在太赫兹波段的光电性能研究
    韩建龙,邱桂花,张瑞蓉,潘士兵,黄成亮,于名讯
    2013, 43(3):302-305.
    [摘要](908) [HTML](0) [PDF 877.58 K](950)
    摘要:
    导电聚苯胺是一种掺杂高分子半导体,内部含有大量的自由载流子,同时含有大量被束缚的载流子。本文利用太赫兹时域光谱装置测量了不同电导率的聚苯胺在0.3~2.8 THz的光谱特性,得到了其在太赫兹波段的吸收系数、折射率和介电常数等光电参数。研究了电导率对其吸收系数、折射率和介电常数的影响,对半导体材料中载流子与太赫兹波的相互作用的研究具有重要意义。
    17  水下图像的噪声滤波与仿真
    淦元柳,李富栋
    2013, 43(3):306-310.
    [摘要](660) [HTML](0) [PDF 1018.05 K](611)
    摘要:
    对于水下图像预处理的滤波中,采用Non-local means算法,其效果很好,在保持图像边缘的同时,较大程度地剔除了噪声,适合于水下颗粒噪声较明显的图像预处理。通过与中值滤波、均值滤波等常用算法对比,也证明了这一点,较大地提高了信噪比。
    18  基于OpenCV的暗视觉图像处理的研究
    陈勇,张虎,李愿,郑凡,谢正祥
    2013, 43(3):311-314.
    [摘要](728) [HTML](0) [PDF 862.71 K](1105)
    摘要:
    为了获取低照度环境下更多的图像信息,本文基于OpenCV这个开源的机器视觉库平台,利用人类视觉对比度分辨率补偿和运动序列的帧间时域滤波,对低照度下的视频进行处理。通过对本地存储的低照度视频的处理,验证了该算法能有效地增强图像的信息。
    19  基于特征加权和支持向量机的图像分类研究
    杜娟,孙君顶
    2013, 43(3):315-308.
    [摘要](626) [HTML](0) [PDF 780.63 K](1187)
    摘要:
    利用图像特征加权方法和支持向量机实现了图像的有效分类。首先根据特征的稳定性来判断特征的重要程度,从而赋予不同权重;然后借助支持向量机实现图像分类;最后采用不同颜色和纹理特征验证了在特征加权和不加权情况下图像分类的准确程度。实验结果表明本文的方法有效提高了图像分类的准确性。
    20  基于NSCT的红外与可见光图像融合方法
    张惊雷,赵俄英
    2013, 43(3):319-323.
    [摘要](800) [HTML](0) [PDF 966.89 K](909)
    摘要:
    针对红外与可见光图像在融合时亮点目标易丢失且背景信息不够清晰的问题,提出基于非下采样轮廓波变换(NSCT)与局部区域融合规则相结合的红外与可见光图像融合方法。利用NSCT对源图像进行多尺度、多方向分解,对低频子带系数采用加权平均取均值的融合规则,对高频子带系数采用系数值选大与局部均方差相结合的融合规则,将前两步得到的系数进行逆NSCT得到融合图像。实验结果表明,在主观视觉效果和客观评价方面,该融合算法都是有效的且可得到比参考融合算法更为理想的融合图像。
    21  一种新的红外机动目标识别算法
    李一波,齐万旭
    2013, 43(3):324-328.
    [摘要](499) [HTML](0) [PDF 939.34 K](364)
    摘要:
    为了改善因红外图像中目标轮廓模糊造成的识别率低,提出一种适用于红外机动目标的识别算法。通过自适应步长的细菌觅食算法对BP神经网络进行优化,利用图像中目标的最左点和最右点及两极点上部的目标边缘信息构造以局部面积比组成的特征向量,通过神经网络对目标分类识别。实验结果表明本文提出的识别算法不仅提高了BP神经网络的收敛速度和计算精度,同时有效地提高了对机动目标的识别率,当目标部分区域被遮挡时也有很好的识别效果。
    22  基于多尺度红外与可见光图像配准研究
    闫钧华,朱智超,孙思佳,杭谊青
    2013, 43(3):329-333.
    [摘要](488) [HTML](0) [PDF 1.02 M](573)
    摘要:
    利用尺度空间理论对多分辨率的红外与可见光图像配准算法进行研究,提出利用红外与可见光图像的多尺度特征点及边缘作为配准的特征,利用特征尺度确定用于相似度匹配的子图像大小,使用LTS-Hausdorff(least trimmed square Hausdorff)距离判断子图像的相似性。利用尺度空间理论及多尺度下图像的特征能更加全面的对图像进行描述。在利用多尺度特征获取到匹配对后,再利用随机一致性检测对匹配对进行提纯并获取空间变换的参数,然后使用该参数对红外与可见光图像进行配准与融合。实验结果表明,基于多尺度的图像配准方法,能有效对红外与可见光图像进行配准。
    23  基于仿真雷达图像的低空风切变类型识别研究
    蒋立辉,张春庆,熊兴隆,庄子波
    2013, 43(3):334-338.
    [摘要](503) [HTML](0) [PDF 996.63 K](488)
    摘要:
    采用基于小波变换提取纹理特征和BP神经网络对低空风切变的类型识别进行仿真研究。利用已有的仿真雷达数据生成仿真雷达扫描图像,通过阈值分割提取风切变区域,之后对其进行二层小波分解,求取各子带小波系数的均值和标准差作为特征向量。最后利用BP神经网络对特征向量进行识别分类。仿真结果比较理想,表明算法具有良好可行性。
    24  红外与可见光图像自相似性特征的描述与匹配
    李俊山,朱英宏,朱艺娟,苏光伟
    2013, 43(3):339-343.
    [摘要](481) [HTML](0) [PDF 991.74 K](484)
    摘要:
    针对红外与可见光图像匹配的难题,提出了一种基于自相似性的异源图像点特征匹配算法。首先对红外与可见光图像进行小邻域平方和计算;再通过构造高斯金字塔,运用FAST-9进行角点检测,使得检测的特征点具有尺度属性;然后,统计特征点邻域的特征信息以确定特征点的主方向;再求取在相应尺度下特征点邻域的相关平面,对相关平面进行区域划分,提取每个区域相关平面的极值以构造100维的自相似性描述子,并对描述子进行归一化处理;而后,剔除不良特征描述子;最后采用最近邻匹配算法进行特征匹配。实验结果表明,提出的算法能够实现红外与可见光图像在视角、旋转、尺度变换下的有效匹配;在保证运算速度的前提下,提出的算法较SIFT算法在正确匹配率方面有明显提高。
    25  一种基于大视场红外图像的非均匀性校正算法
    倪云龙 郝秋来,于繁迪
    2013, 43(3):344-347.
    [摘要](542) [HTML](0) [PDF 902.62 K](612)
    摘要:
    摘要:研究了行扫体制热像仪获取的大视场红外图像非均匀性校正的处理方法。首先分析了大视场下全局校正算法的局限性,然后提出了对大视场图像分块处理的想法,通过分块图像获取补偿参数来对非均匀性进行校正。最后通过实验证明了该算法能够在单帧情况下有效弱化条纹噪声,改善图像非均匀性。

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