基于相似性分类的高光谱主成分融合方法比较

为了提高复杂场景弱小目标高光谱融合图像的质量,提出了基于相似性分类的主成分融合方法。光谱数据像素向量的相似性测度分类产生类矩阵,通过由类矩阵主成分变换的降维投影矩阵来投影变换原有光谱数据,获得降维数据矩阵。对比了传统PCA与基于欧式距离分类的PCA(ED_PCA)、基于光谱角分类的PCA(SA_PCA)、基于光谱信息散度分类的PCA(SID_PCA)和基于正交投影散度分类的PCA(OPD_PCA)四种改进方法的融合性能。实验结果表明:SA_PCA和SID_PCA方法兼具了ED_PCA和OPD_PCA的优点,对比度提升较好,阈值参数不敏感,运行时间较短。     

无人机载多光谱侦察效能研究

光谱成像探测技术将成像技术和光谱技术结合在一起,能够提供丰富的目标场景信息。对多光谱成像探测技术进行了详细研究,针对迷彩伪装目标侦察设计了无人机载多光谱摄像机,重点分析了多光谱侦察探测、识别的计算方法。通过试验验证,多光谱侦察效能提高20%~50%。     

动态红外三角形目标及干扰模拟技术研究

针对圆型目标模拟器模拟来袭飞机或导弹等红外三角形目标逼真模拟问题,研究了动态红外三角形模拟技术。采用等腰三角形的几何原理,提出一种新型大小和方向连续可变而质心不变的等腰三角形光阑设计方法,实现了0~3大小、0~360方向动态可调的三角形目标;采用红外宽光谱偏振器组合技术,实现了目标源或干扰源的辐射强度0~100%的连续变化;采用二维平移台及可变圆形光阑,实现了干扰的大小变化及其轨迹变化;研究了基于Windows操作系统的实时控制技术,设计了包括MFC和RTSS双进程的主控软件,实现了控制指令500 s的实时响应。试验结果表明,带有干扰源的动态红外三角形模拟器能逼真模拟来袭飞机或导弹及释放诱饵的红外辐射特性变化过程。     

海面弱小目标高光谱融合技术研究

海面目标受海水扰动影响,难以被宽波段光电传感器探测识别。高光谱传感器可以获取海面目标和水体的光谱数据,利用目标和海水的光谱特性差异可以有效抑制海面扰动影响,提高探测识别能力。针对高光谱数据降维融合容易丢失海面弱小目标问题,研究了弱小目标光谱数据融合方法。通过相似性分类产生类矩阵,由类矩阵主成分变换的降维投影矩阵来投影变换原有光谱数据,获得降维数据矩阵。降维矩阵通过空间变换转换到RGB彩色空间,生成伪彩色融合图像。通过远距离弱小目标和水中鱼群高光谱数据,验证了改进方法的融合性能。实验结果表明:相似性分类融合方法不仅能将高维光谱数据融合成一幅伪彩色图像,还能有效避免弱小目标融合丢失问题,提高了目标探测识别能力。     

目标激光回波散斑的时空域探测方法研究

针对现有脉冲激光回波目标识别方法不能准确反映目标姿态的关键问题,提出一种基于激光回波与散斑的时空域目标探测方法,重点建立了粗糙目标的脉冲激光回波与二维激光散斑模型,通过对平面、球面和非球面三种面型目标进行仿真,不仅可以映射出不同目标的面型和偏转角度,还可以区分目标的偏转方向,说明该方法的可行性与有效性。     

基于多区间映射评价优选的光谱数据融合显示算法

研究降维、去冗后光谱数据色彩显示问题。传统的光谱数据色彩显示时,常采用截取或压缩至0~1范围进行映射,容易丢失图像细节,提出一种基于多区间平移映射评价优选方法的光谱数据色彩融合显示算法。首先对光谱数据立方体进行主成份变换,将前三成分分别赋值给对色空间的黑白通道、红绿通道和黄蓝通道,然后经过空间变换到sRGB空间,将数据分段平移到0~1范围,映射至8位RGB空间,并对每次平移映射图像进行标准差、熵、平均梯度的单项评价,全部平移结束后,对所有的评价值进行综合评价,选取综合评价值最高的区间输出映射。实验结果表明,融合图像能最大限度地保证图像的能量、信息和清晰度,有利于人眼的快速识别判断。     

双通道红外准直投影光学系统设计

介绍了一种双通道准直投影光学系统的设计。重点讨论了光学系统参数的分配以及利用Zemax光学设计软件多重结构功能进行优化的方法, 并利用蒙特卡罗分析对系统的公差进行了分析。光学系统采用望远系统和成像系统组合，在望远系统和成像系统之间的平行光路中插入分束镜引入第2个目标源通道。光学系统工作波段8 μm~12 μm, 视场12°，焦距228.3 mm，入瞳距800 mm，目标通道1和目标通道2的最大角分辨率分别为0.18 mrad和0.17 mrad，满足了投影系统的设计要求。     

红外高通量干涉成像光谱仪的设计与验证

介绍了静态高通量干涉成像光谱技术的原理,针对红外波段目标辐射能低、系统易受自身辐射影响等特点,提出了基于分体式Sagnac干涉仪的红外高通量干涉成像光谱仪方案。分析了Sagnac干涉仪的设计方法,特别是分光镜对光线的偏折作用引起的横向剪切量和光线的折射光程不同带来的附加光程差。根据采样定理,计算了成像光谱系统对探测器和后置成像系统的要求。使用长波热像仪(光谱范围7.7~9.3μm)搭建了实验装置,实验结果表明,这种成像光谱系统能够准确测量出样品的光谱,验证了该方案的原理和设计。     

仿人眼视网膜成像技术研究进展（特约）

人眼视网膜因具有变分辨成像及冗余数据压缩的优势为成像方法与应用开辟了新途径。基于人眼视网膜成像机理,有效解决了大视场、高分辨、实时性难以兼顾的问题。随着半导体制造工艺与计算机处理能力的迅猛发展,仿人眼视网膜成像系统已广泛应用于视觉导航、识别与跟踪、生物医疗等领域, 目前,正朝着小型化、高效化、智能化方向发展。对比分析了仿人眼视网膜成像实现方法的优缺点,以现有实例化应用分析了仿人眼视网膜成像技术的发展现状并提出挑战与机遇,为进一步研究仿人眼视网膜成像提供参考与借鉴。     

双通道红外投影光学系统的分析和设计

分析了双通道投影系统光路,介绍了准直投影光学系统的设计。此投影系统由目标源和干扰源2个通道组成,2个通道共用一个光学系统。光学系统采用二次成像结构来满足外形及质量的要求,在光学系统的最后一面和焦平面之间插入分束镜来引入目标源通道,并通过减小分束镜的厚度来控制干扰源通道的像差。光学系统工作波段为8 m～12m , 焦距315.69 mm,视场8.5,入瞳距900 mm,最后的像质表明此光学系统能够满足使用要求。