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最新刊期
2010 年 第 3 期
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兴隆1 m光学望远镜消杂散光系统
摘要：为优化兴隆1 m光学望远镜的杂散光效应，研制了附加在该望远镜F/8焦面后的“一倍放大率消杂散光镜头”，对消杂散光镜头的效果进行了仿真计算和观测验证。在Tracepro软件中对“圆顶-1 m望远镜”和”圆顶-1 m望远镜-消杂散光镜头”组合系统的“点源辐照度透过率(PSNIT)”进行了计算分析并在大月夜进行了天文观测。计算结果表明,在视场外无限远点源方位与望远镜指向间夹角5°≤|θ|≤30°使用消杂散光镜头后，该望远镜PSNIT全部降低到10-10以下。2008年5月26日对偏月22°和25°天区观测结果表明,使用消杂散光镜头后，该望远镜所观测的星像信噪比约为原来的1.4倍。仿真计算和观测结果表明：该方法对Ritchey-Chrétien (R-C)望远镜的杂散光抑制是有效的，可以提高望远镜的测光精度和观测极限星等。关键词：光学望远镜；杂散光；点源辐照度透过率；信噪比- 53
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发布时间：2020-08-13 -
稀疏采样傅里叶望远镜成像
摘要：为了实现傅里叶望远镜快速成像，提出了一种稀疏采样图像重构方法，并对利用稀疏傅里叶样本精确重构目标图像的问题进行了研究。首先，基于压缩感知理论，并考虑目标图像在变换域的稀疏性或可压缩性，建立稀疏采样图像重构问题的优化模型。然后，构造适当的随机稀疏采样模板，对目标图像的傅里叶分量进行采样测量。最后，利用随机稀疏测量样本，通过非线性优化精确重构目标图像。实验结果显示，对实际的卫星图像，利用20%~30%随机测量样本非线性重构图像与利用全部测量样本直接重构图像的均方误差仅为4%~6%，表明利用随机稀疏傅里叶样本能够实现精确的图像重构，而且大大减少了测量样本的数量，从而有效降低了实现快速成像对傅里叶望远镜系统的成本和复杂性要求。关键词：傅里叶望远镜；稀疏采样；压缩感知；非线性优化- 63
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发布时间：2020-08-13 -
基于ZEMAX用户自定义操作数的波前编码成像系统优化设计
摘要：针对目前波前编码成像系统中相位板的设计工作量大且未能考虑除相位板外其它光学元件像差的问题,提出了两种基于常用光学设计软件ZEMAX的优化设计方法：使用ZPL 宏指令编写用户自定义操作数，优化点扩散函数的能量集中度和一致性，实现了旋转对称型相位板的设计，以斯托列尔比不小于0.8为衡量标准，设计结果使景深扩展到传统光学系统的5.5倍；使用在外部定义和编译的C程序编写用户自定义操作数，优化调制传递函数的离焦不变性，实现了奇对称型相位板的设计；以MTF离焦不变性为衡量标准，设计结果使景深扩展到传统光学系统的12.5倍，而同等条件[JP2]下的三次方相位板只能使景深扩展到传统光学系统的10.1倍。得到的实验结果说明本文所述设计方法是方便而有效的。关键词：波前编码;成像系统；相位板;扩展景深;用户自定义操作数- 46
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发布时间：2020-08-13 -
波前编码技术扩展焦深的系统实验
摘要：为了扩大光学系统的焦深，建立了采用波前编码技术的光学/数字一体化系统，通过在普通光学系统孔径光阑处加入一个位相掩模板和后期数字处理的优化结合，实现了光学系统焦深的大幅扩展。介绍了波前编码技术的提出、发展及理论基础，设计了一个三片式的三次位相板系统，利用光学设计软件CODEV对传统系统和波前编码系统的成像特性进行了对比分析，给出了±40倍离焦范围内的点扩散函数三维轮廓图和调制传递函数曲线。最后，对研制的系统进行成像实验，并对波前编码系统解码前后的成像效果与传统系统进行了比较。实验结果表明，与传统系统相比，所设计的波前编码系统可以在保持光通量和像面分辨率的情况下将焦深扩展40倍。关键词：波前编码；焦深；三次位相板;数字处理- 63
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发布时间：2020-08-13 -
上海光源新型一维位置灵敏电离室研制
摘要：研制了一台一维位置灵敏电离室。该电离室的收集电极由两块完全一样的相互独立并彼此绝缘的单元构成，每个单元有两路劈裂式极板,根据输出的电流信号可获得X光束的强度和位置。该电离室在上海光源（SSRF）生物大分子晶体学光束线上进行了实验测试,测试中采用了一个标准电离室作为强度测量对照。一维位置灵敏电离室被固定在一维电控滑台上，在水平方向上移动电控滑台逐步扫描测试光束的位置。测量时,光子能量为8 keV，扫描范围为10 mm，重复扫描12次；测试内容包括电离室的坪区、线性度、位置测量精度及光强。结果表明，该电离室的线性度较好，位置测量精度好于20 μm，线性测量范围为6 mm。它将安装在生物大分子晶体学光束线站上用于光束稳定性的监测。关键词：电离室；光强监测；位置监测；线性度；位置精度- 48
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发布时间：2020-08-13 -
半导体激光器列阵的smile效应与封装技术
摘要：为了减小半导体激光器列阵在封装过程中引入热应力而产生的smile效应，提高半导体激光器列阵光束质量，利用对半导体激光器列阵发光点成像放大的方法，准确测量了半导体激光器列阵的smile效应，测量误差为±0.1 μm。由于smile效应的准确测量能客观地比较减小smile效应的各种技术与方法，本文根据分析测量结果，提出了通过优化封装半导体激光器列阵焊接回流曲线的方法，使smile效应值控制在±0.5 μm内。该方法减小了半导体激光器列阵的smile效应值，提高了激光器列阵光束质量，为下一步研制小芯径、高光束质量半导体激光器列阵光纤耦合模块提供了基础条件。关键词：半导体激光器列阵；smile效应；封装；焊接回流曲线- 55
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发布时间：2020-08-13 -
高平坦度的三级双泵浦结构C+L波段超荧光光源
摘要：为了使掺铒光纤超荧光光源C波段与L波段光谱匹配良好，实现高平坦度的C+L波段宽带光源，提出了一种三级双泵浦光源结构。首先，使用三段不同型号、不同长度的掺铒光纤，两个980 nm激光二极管，波分复用器，隔离器以及3 dB耦合器构成的光纤环形镜搭建宽带光源实验装置；然后，通过不断优化三段掺铒光纤的长度，调节两级抽运源功率获得高平坦度C+L波段光源输出;最后对其产生机理进行分析。实验结果表明，当三段掺铒光纤的长度分别为11.5 m、53 m和6.5 m，两级抽运源功率分别为65 mW和115 mW时，输出光谱的3 dB带宽为75.68 nm，在1 543~1 603 nm波段光谱的平坦度<±1.3 dB（不加任何滤波器的条件下）。获得的高平坦度C+L波段宽带光源可以更好地满足光纤传感、光纤通信系统等领域的应用要求。关键词：超荧光光纤光源；掺铒光纤；三级双泵浦结构；C+L波段；高平坦度- 57
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发布时间：2020-08-13 -
拼接镜主动光学共焦实验
摘要：为了实现对拼接镜的共焦调整，建立了拼接镜主动光学共焦实验系统。实验中，拼接镜由3块对边长300 mm的正六边形子镜组成，子镜为球面，曲率半径为2 000 mm。采用Shack-Hartmann传感器进行共焦测量，用6个微位移平移台对两块子镜的离焦和倾斜进行调整。每个子镜对应Shack-Hartmann传感器的36个子孔径，用子孔径产生的像点位置偏移计算子镜之间的共焦误差。通过微位移平台调整，可控制子镜的轴向离焦误差优于1 μm rms，倾斜误差在两维方向上均优于0.02″ rms。实验表明，该方法适用于大型拼接镜面望远镜的共焦标定和实时调整。关键词：拼接镜；共焦；Shack-Hartmann传感器- 65
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发布时间：2020-08-13 -
0.5 m超薄镜主动支撑面形校正及实验
摘要：为了研究主动支撑条件对超薄镜面形误差的校正能力，以一个直径0.5 m的超薄镜为例进行了面形校正的仿真分析及实验验证。分析了致动器作用力与超薄镜面形的关系，引入了一些需校正的面形误差，如初级球差、慧差、像散及重力变形等，确定了致动器作用力的优化目标，用求解非线性约束问题的优化算法——序列二次规划法计算了校正面形误差所需的致动器作用力，得到了超薄镜面形残余误差。仿真分析表明，对于归一化系数为1的初始球差、慧差、像散以及它们的叠加，用本文提供的致动器排布方式可以将面形误差校正到RMSλ/24以内，且对初级像散的校正能力最强，慧差和球差次之；竖直放置时的重力变形加上3种低阶像差的叠加也可被校正到RMSλ/24。在得到主动支撑的0.5 m实验镜的初始面形结果后，重新计算了优化力和面形误差，结果表明,计算结果和实际装调结果基本一致，RMS约为λ/7。计算分析了超薄镜面形未能达到预期目标的原因，提出了适当增加致动器和提高超薄镜初始面形精度的改进方案，并最终使超薄镜面形达到RMSλ/20的要求。关键词：超薄镜；主动支撑；致动器；面形校正；序列二次规划法；有限元法- 61
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发布时间：2020-08-13 -
谐衍射中、长波红外超光谱成像系统设计
摘要：目的：为了获取足够的目标信息，充分利用中波红外和长波红的光谱信息，建立了谐衍射中、长波红外超光谱成像系统。方法：文中利用谐衍射元件独特的色散性质，将谐衍射透镜应用于中、长波红外超光谱成像系统中，使系统在中波红外3.7-4.8µm, 长波红外18.5-12µm的2个谐振波段内获取二百多个不同波长的图像信息。结果：设计结果表明：中波红外波段，在18对线/mm处 ，光学调制传递函数大于0.53；长波红外波段，在13对线/mm处 ，光学调制传递函数大于0.51；光学系统的点斑均方根直径，在中波红外波段小于30µm，在长波红外波段小于37µm。结论：光学调制传递函数在各个波长处均接近衍射极限；点斑的均方根直径完全可以与国内现有探测器的像元尺寸匹配。关键词：红外;谐衍射透镜;超光谱;成像光学系统- 35
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发布时间：2020-08-13 -
应用近红外漫反射光谱快速测定土壤锌含量
摘要：采用近红外漫反射光谱和偏最小二乘法（PLS）方法建立土壤锌快速分析的定量模型，并进行波段优选。首先基于单波长模型预测效果将全体样品划分为定标集和预测集。然后采用多元散射校正（MSC）和Savitzky-Golay（SG）平滑方法对光谱进行预处理。选取下列5个波段：全谱400-2500nm、400-1100nm、1100-1900nm、1900-2500nm、580-900nm。每个波段分别采用原谱、一阶导数谱、二阶导数谱，共建立了15个定标模型。同时调整SG平滑点数和PLS因子数，每个模型分别进行PLS数值实验，按照预测效果进行优选。结果表明，采用1900-2500nm波段一阶导数谱的模型效果最好，预测相关系数（RP）、RMSEP、RRMSEP分别为0.806、31.0 mg/kg、19.96%。1900-2500nm波段可以代替全谱波段得到更好的预测效果，为设计专用土壤近红外光谱仪提供依据。- 28
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发布时间：2020-08-13 -
主动补偿的无热化技术在机载红外光学系统中的应用
摘要：分析了温度对红外光学系统成像质量的影响，根据两档变倍光学系统对调焦机构补偿精度的要求，提出采用主动补偿实现红外镜头无热化技术。确定了以高精度步进电机为执行元件、线性霍尔元件为位置反馈元件的方案。实验数据表明此方案可以达到0.02mm的补偿精度，可以实现红外光学系统在全温度范围内的MTF下降在0.05以内。关键词：红外光学系统;无热化;主动补偿- 38
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发布时间：2020-08-13 -
远场光束扩展对光斑瞄准偏差影响的实验
摘要：在远场大气环境下的激光瞄准过程中，大气湍流效应会造成光束的漂移和扩展，从而影响到激光器的瞄准精度。基于修正的Von Karman湍流谱和部分相干光在湍流大气中的传输理论，设计了高斯光波经过大气湍流后的光场模拟软件，并在一定气象条件下，通过一种激光光轴瞄准偏差测试系统进行外场实验, 研究了远场强湍流条件下光束的传输特性。结合实验数据，分析了在湍流大气中远场光传播时的波束扩展对激光瞄准精度的影响。该研究可为激光光斑瞄准偏差补偿方案的优化设计提供一定依据。关键词：远场;湍流;光束扩展;瞄准偏差- 48
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发布时间：2020-08-13 -
离轴反射式人眼视网膜成像自适应光学系统设计
摘要：设计了一套人眼视网膜成像自适应光学系统。该系统采用开环双波段模式，分别采用夏克－哈特曼波前传感器(SHWS)和基于硅基板上的液晶空间光调制器（LCOS-SLM）来探测和校正人眼以及系统的波前像差；分别采用近红外波段（790nm）的超发光二极管和可见光波段（570nm）的激光器作为波前探测和校正成像光源。为了提高光能利用率、减小色差，该系统采用离轴反射式结构。用ZEMAX对系统性能进行了分析，结果表明成像效果良好，在设计分辨率50 lp/mm处接近衍射极限的效果。关键词：自适应光学;视网膜成像;液晶空间调制器;开环- 46
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发布时间：2020-08-13
现代应用光学
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自抗扰技术在卫星姿态模拟系统中的应用
摘要：建立高精度卫星姿态模拟系统用于光通信地面仿真试验。针对卫星轨迹特点，设计了一种改进的自抗扰控制算法。首先，介绍了自抗扰控制技术的特点和控制原理。接着，提出改进的伺服算法，为自抗扰算法引入了选择性积分项；针对系统±10″动态误差要求，设计了多阈值非线性函数；添加状态判断模块实时更改非线性函数参数。同时，给出了算法主要参数的整定原则。然后，基于控制器开放伺服功能，给出自抗扰控制的实现方法和计算流程。实验结果表明：跟踪斜坡信号的动态误差为±6″，系统具有良好的连续加减速能力；经对比，在跟踪卫星姿态轨迹时，自抗扰控制的抗干扰能力优于PID控制，跟随误差达到±7″。自抗扰控制满足高精度姿态仿真要求，算法的稳定性和抗干扰能力较强。关键词：姿态模拟;自抗扰;开放伺服;非线性函数;参数整定- 30
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发布时间：2020-08-13 -
空间TDICCD相机动态成像地面检测系统的设计
摘要：提出了一种空间TDICCD（时间延迟积分电荷耦合器件）相机动态成像地面检测系统的设计和实现。该设计的系统用于模拟相对空间飞行器的地面像移，验证TDICCD相机的像速匹配能力和动态成像质量。本系统采用精密转台和偏流转台模拟卫星绕地球运动和卫星受地球自转影响而在不同纬度产生不同的偏流运动。精密转台用永磁力矩电机驱动，在控制方法上采用锁相锁频伺服控制策略，稳速精度达到0.0297%。偏流转台用步进电机控制，偏流角的平均转角速率约0.02°/s，偏流角位置的数据引导跟踪精度优于±5′。所设计系统的精度满足TDICCD相机动态成像检测的指标要求。该系统已在某型号空间可见光相机的研制中获得了应用。关键词：TDICCD相机;动态目标;伺服系统;锁相控制;高精度稳速- 42
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发布时间：2020-08-13 -
大平面砂轮磨削面锥形误差对齿轮螺旋线偏差的影响
摘要：螺旋线总偏差是齿轮等级评定中的必检项目之一。出于研制基准级标准齿轮的需要，以Y7125磨齿机为例分析了大平面砂轮磨削面锥形误差对齿轮螺旋线偏差的影响，并推导出了影响系数的数学表达式。研究结果表明砂轮与齿面有效接触宽度对齿轮螺旋线形状偏差的影响不大，而随着被磨齿轮齿宽的加大，对齿轮螺旋线形状偏差的影响系数会显著增大；砂轮磨削面锥形误差使被磨齿轮螺旋线偏差曲线呈弧形，且弧度从齿根到齿顶逐渐增大。最后通过磨齿实验与偏差测量论证了这一结论。关键词：标准齿轮;大平面砂轮;磨削面锥形误差;螺旋线偏差;误差分析- 48
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发布时间：2020-08-13 -
管线钢管JCO精确弯曲成形技术
摘要：为了减少管线钢管JCO成形工艺中成形管坯的椭圆度，基于塑性弯曲工程理论和机器视觉测量技术，提出了管线钢管JCO精确弯曲成形工艺。通过对管坯首道次进行两次弯曲成形，识别出板材的回弹规律，结合管坯理论成形角，预测出压制行程参数，在后续成形道次中利用误差补偿技术循环补偿上一道次的成形误差，实现管坯每道次精确弯曲成形。提出了适合管坯端面的图像处理算法、图像处理流程和直线检测算法，提出了采用正三角形作为标定模板求解摄像机外部参数的标定方法，由单幅图片快速、高精度地标定出摄像机的外部参数，建立了将图像角转换为管坯真实成形角的数学模型。实验结果表明，管坯成形角监测误差在0.2°以内，可控制成形管坯的椭圆度在1.5%以内，显著地减少了成形管坯的椭圆度。关键词：管线钢管;精确弯曲;机器视觉;直线检测;椭圆度- 68
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发布时间：2020-08-13 -
基于高精度位移传感器的新型减振平台
摘要：为了保证光学精密仪器工作基础的高稳定性，设计了一种新型的减振平台，该减振平台采用精度为0.1nm的位移传感器作为测量装置，通过位移传感器测量隔振平台支撑弹簧的长度变化，计算出支撑力的变化，然后调整电磁驱动器的电磁力，使光学精密仪器受力平衡，达到减振的目的。经过理论分析及仿真分析，采用这种减振方式能够到达减振要求，同时，这种减振方式有利于多级减振，每级减振装置之间是彼此相互独立的。关键词：位移传感器;振动;弹簧;电磁;驱动器;减振- 44
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发布时间：2020-08-13 -
钢板表面微裂纹的超声锁相热像检测技术研究
摘要：为了提高超声锁相热像技术(ULT)的检测效率并获得最佳检测结果，对超声波调制、热图序列处理和检测参数选择进行了研究。阐述了超声锁相热像技术的检测原理，进行了理论分析；建立了ULT的检测系统，采用幅值方波调制的超声波对试件进行激励，利用红外热像仪记录热图，通过锁相处理得到试件表面热波的相位图和幅值图，利用幅值图和相位图实现钢板表面微裂纹的检测。结果表明：对于A3钢板材料，调制频率选择0.5Hz，接触压力仅需保证激励试件时激励头与试件接触不脱离，约0.25kN，激励头与表面微裂纹的距离对检测结果几乎无影响，激励位置可根据试件结构而确定。研制的超声激励装置组成的检测系统可数秒内即可完成对钢板表面微裂纹（微米级）的准确检测。关键词：超声红外热像技术；超声锁相热像；裂纹检测- 47
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发布时间：2020-08-13 -
微细电火花加工放电状态逐级映射检测方法
摘要：在微细电火花加工中，对放电状态的准确检测是实现加工过程稳定控制的前提条件，而微细电火花加工过程中频繁出现的放电信号严重畸变、放电状态不稳定甚至突变等实际情况，使放电状态的准确检测成为微细电火花加工的技术难点之一。本文在分析和研究传统的微细电火花加工放电状态检测方法的基础上，结合系统辨识和模糊逻辑理论，提出了微细电火花加工放电状态逐级映射检测原理和方法。对实时采集到的极间电压和电流信号，通过模糊运算判别采样点的放电状态，再将采样点放电状态值映射为放电状态矢量，并对该矢量进行统计得到“短路率”和“火花/电弧率”，经过模糊推理辨识出各分析周期的放电状态。实验表明，该检测方法准确性高、运算量低并且运算速度快，检测结果为微细电火花放电加工过程的实时控制提供系统放电状态的反馈输入，保证了加工控制系统的稳定性和准确性。关键词：微细电火花加工;放电状态检测;模糊逻辑;逐级映射检测- 38
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UV-LIA制作超高微细阵列电极技术研究
摘要：超高金属微细阵列电极在微细加工领域和生命科学领域有广泛应用。本文采用UV-LIGA技术制作超高金属微细阵列电极，并利用电解置桩的方法辅助去除SU-8胶。通过单次涂胶、提高前烘温度、降低后烘温度的方法制作了厚度达1mm的SU-8胶结构；采取反接电极法在金属基底上电解得到微坑，增强电铸金属电极与金属基底的结合力，保证去胶后电铸金属的完整性。选取优化的工艺参数：单次注射式涂胶；前烘110℃/12h；适量曝光剂量；分步后烘50℃/5min、70℃/10min、90℃/30min；反接电极电解10V/15min等，获得了高900μm、线宽300μm的金属微细阵列电极结构。试验表明，UV-LIGA技术是一种高效、经济的制造超高微细阵列电极的有效手段。关键词：UV-LIGA;SU-8胶;电解;微细阵列电极;去胶- 47
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发布时间：2020-08-13
微纳技术与精密机械
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应用跟踪误差等效模型对跟踪性能评价
摘要：针对目前光电经纬仪跟踪性能室内检测方法的缺陷，提出了一种评价光电经纬仪跟踪性能的新方法。该方法通过建立光电经纬仪跟踪误差等效模型，将等效正弦信号输入等效模型中，对模型输出进行数据处理来获得光电经纬仪跟踪性能评价结果。介绍了建立等效模型的原理和等效模型阶次、系数辨识以及根据光电经纬仪检测指标来进行等效正弦信号设计的方法。为得到精确的模型参数，要求输入信号能够对光电经纬仪动态性能持续激励，为此提出了动态靶标连续调频目标模型。通过仿真和实验对该方法进行了验证，得到的跟踪误差等效模型估计误差均值2.5872e-006°≈0°，最大值1.8″，标准差1.1″。结果表明建立的等效模型能够满足跟踪性能评价要求，实现了对光电经纬仪跟踪性能的合理、准确评价。关键词：跟踪误差等效模型;等效正弦;最小二乘估计;误差估计- 56
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发布时间：2020-08-13 -
基于角度约束的圆姿态识别二义性消除方法
摘要：目的：对了消除视觉测量中单个圆姿态识别中存在二义性的问题，提出了一种基于空间角度约束的二义性消除方法，并且对姿态求解算法进行了误差分析,为准确的进行姿态估算给出了指导性的实验结果。方法：在摄像机已标定的前提下，首先，根据圆的投影确定其空间位置和姿态参数，存在二义性；接着，利用欧式空间中的角度不变量，可唯一确定空间圆平面的姿态；最后，根据误差传播理论对位姿计算的方法进行了精度分析。结果：实验结果表明：圆平面姿态角绝对误差在0.2°以内，圆心定位误差为0.5%，重构的空间直线距离误差为0.8%。结论：能够准确的识别圆平面的姿态，计算过程简单，结果稳定可靠且具有较高的精度。关键词：机器视觉;姿态求解;二义性;角度约束;圆;误差分析- 46
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面向SAR匹配辅助导航的景象区域适配性分析
摘要：对SAR景象匹配辅助组合导航的关键技术之一——SAR景象区域适配性进行分析。首先，结合SAR成像过程、组合导航过程及SAR图像的特点对SAR景象区域适配性问题进行综合描述；然后，围绕减小几何畸变和提高匹配概率两个目标剖析SAR景象区域适配性的影响要素，其中包括基本约束条件、适配性特征指标和预测函数构建等。最后在此基础上，以限制几何畸变，优化图像特征为原则构建了基于多目标遗传优化的SAR景象适配区选择模型。基于真实SAR图像进行的实验中根据模型选出最佳适配区匹配概率达到94%，从而验证了分析和建模的合理性。该结论可为选择高性能的SAR景象适配区提供参考。关键词：SAR匹配辅助导航;景象区域适配性;特征指标;预测函数;多目标遗传优化- 30
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基于加权SVD截断共轭梯度的ECT图像重建算法
摘要：针对电容层析成像技术中的“软场”效应和病态问题，基于灵敏度矩阵的奇异值分解理论，提出了一种加权SVD截断共轭梯度的ECT图像重建算法，给出了算法的数学模型，完成了算法的收敛性分析和证明，并将其应用在电容层析成像系统的图像重建中。仿真和实验结果表明，同LBP算法和CG算法相比，该算法有成像效果好，成像速度快，易于实现等特点。关键词：电容层析成像;图像重建;奇异值分解;共轭梯度算法- 83
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基于自适应PCNN和小波变换的多聚焦图像融合算法
摘要：提出了一种基于自适应PCNN和小波变换的新型多聚焦图像融合算法。首先，对待融合的两幅图像进行小波分解得到两组多尺度图像，然后在小波域充分利用PCNN的同步激发特性，进行基于PCNN的融合策略设计。使用不同频率下小波系数的局域熵作为PCNN对应神经元的链接强度，经过PCNN点火获得参与融合图像在小波域中的点火映射图，根据点火时间计算点火映射梯度图，再通过判决选择算子，判定并选择点火时间梯度最大的小波系数作为融合系数。最后对融合后的小波系数进行重构生成融合图像。该方法中，根据设置的迭代次数来确定阈值调整时间常量 ，从而在迭代结束时，所有小波系数均得到激发，充分反映了点火时间的先后次序。实验结果以及与其他融合算法的比较分析表明，所提出的算法能有效地突出边缘细节、更好地保持图像的空间分辨力。关键词：图像融合;脉冲耦合神经网络;小波变换;局域熵;链接强度;点火映射图- 48
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一种用于光电目标跟踪的变窗宽核粒子滤波
摘要：核函数粒子滤波(Kernel Particle Filter, KPF) 是小噪声动态系统目标跟踪的一种有效方法，其所采用的核密度估计中一个重要的问题是核窗宽的选择。本文提出了一种基于协方差的变窗宽核粒子滤波算法，该方法首先通过粒子集的协方差矩阵估计粒子的粗略核窗宽和其粗略的后验概率密度，然后调节全局核窗宽获得适用于每一个粒子自身的精确核窗宽，提高核密度的估计精度，通过迭代达到对后验概率模型的寻找，使得粒子能够在核密度估计后向后验概率密度的分布移动，提高跟踪精度。通过这种方法生成的新粒子是对后验概率密度的一个更加近似的表达。实验结果表明，在小噪声动态系统中，本文提出的变窗宽核函数粒子滤波在光电目标跟踪的性能和效率上都优于传统的粒子滤波(Particle Filter，PF)、UPF(Unscented Particle Filter)以及KPF。关键词：粒子滤波;核密度估计;均值漂移- 54
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发布时间：2020-08-13 -
基于Rényi熵的显著图生成与目标探测(2009-0316重投稿)
摘要：复杂的地面场景在很大程度上影响了自动目标检测的效果。分析了地面场景图像经采用二维加窗的伪Wigner-Ville分布（PWVD）后，归一化的Rényi熵与其出现概率间存在基于e指数的统计特性，以及人造目标的出现会引起地面场景中Rényi熵统计特性的变化。提出了一种新的基于Rényi熵的显著图生成和目标探测方法。对Renyi熵图像进行均值滤波，滤波前后的图像相减得到熵残余图像，并经过高斯滤波获得显著图。最终通过简便的阈值分割，完成目标探测。实验结果表明，本文提出的方法能够有效地检测复杂地面背景中的军事目标，在8幅不同场景共计14个目标的实验中，本文算法的探测概率为100%，虚警概率不大于7.1%。关键词：伪Wigner-Ville分布;Rényi熵;显著图;目标探测- 30
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发布时间：2020-08-13 -
1553B总线上消息的实时调度
摘要：LabVIEW具有开发效率高、内置函数丰富等优势，但在对底层硬件的驱动方面，却不如C语言功能强大。以某型号超光谱成像仪的光电检测仿真设备的开发为例，利用C语言编写中断服务程序，在Visual C++中将C程序转换成动态链接库文件，调用LabVIEW中的库函数节点，并通过1553B总线通讯实现了对光电设备控制和测试，解决了在LabVIEW使用硬件中断的技术难点，同时结合改进的单调速率消息调度算法和皮尔逊卡方检验法，给出了一种提高1553B总线上混合消息传输实时性的方法。实验结果表明，在总线上多种周期消息和非周期消息混合传输的前提下，上述设计方法实时性强，可靠性高，系统可扩展性良好。关键词：虚拟仪器;卡方检验;单调速率调度;混合编程- 27
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发布时间：2020-08-13 -
红外点目标检测中的能量累积方法
摘要：红外图像目标检测中利用传统动态规划进行能量累积的方法存在较大的能量扩散效应，检测速度慢，检测概率低。针对上述问题提出了一种新的基于动态规划的红外点目标检测能量累积方法。该方法在传统的动态规划递推式中引入了加权信息熵衰减因子和方向性信息权值。加权信息熵能够反映目标的运动信息。当某搜索区域存在目标运动时，能量累积衰减率小；当目标不存在时，能量累积衰减率大，从而保证了目标轨迹区域能量的大幅累积。方向性信息能够反映目标的运动轨迹方向，引入此信息能使能量以大概率沿着目标运动方向有效累积。实验采用了平均信噪比为2.1725的12帧序列图像，将本文方法和传统的DPA能量累积方法作比较，传统DPA能量累积要到第9帧才能到达检测阈值，检测概率为0.956，并且会产生虚假轨迹，而本文方法到第5帧就已经到达检测阈值，检测概率为0.915。结果表明，该方法大大缩小了能量扩散效应区域，极大提高了点目标的检测概率和检测速度。关键词：目标检测;动态规划;能量累积;加权信息熵衰减因子;方向性信息加权- 54
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发布时间：2020-08-13 -
基于图像纹理连续性的4f系统图像NSCT域去噪*
摘要：4f系统同时有噪声和低通特性，为对其输出图像除噪的同时保护图像细节，提出一种结合图像纹理连续性的NSCT域去噪方法。在传统NSCT域硬阈值去噪方法基础上，首先对高频子带图像用较小的阈值去除小幅值的噪声点，以更多的保护图像细节并凸显剩下的大幅值噪声点的孤立性，再利用图像纹理的连续性区分剩下的连续图像细节和孤立噪声点，以实现去噪的同时更好地保护细节的目的。实验表明，该方法在去噪方面可以达到与传统方法相当的程度，同时在保护图像细节方面有更优的表现，从视觉效果和数值评判标准两方面都有明显提高，适合4f系统图像类需要格外保护图像细节的场合。关键词：信息光学;非下采样轮廓波变换;图像去噪;4f系统- 36
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发布时间：2020-08-13 -
双树轮廓波变换域的磁共振图像降噪
摘要：为了改善磁共振（MR）图像的质量，提出一种基于双树轮廓波（DT-Contourlet）变换的MR图像降噪新算法。首先研究了MR图像的噪声分布模型，认为这种噪声服从莱斯分布，从而推导了MR模平方图像的噪声参数估计方法。接着，通过分析DT-Contourlet的塔型双树方向滤波器组结构，明确了DT-Contourlet不仅能保持轮廓波灵活的方向选择性，而且克服了传统轮廓波不具有移不变性的缺点。然后，在DT-Contourlet变换域，通过计算方差一致性测度，用局部自适应窗口估计阈值萎缩因子，对MR模平方图像的变换系数进行阈值萎缩。最后，经过DT-Contourlet反变换，实现了MR图像的降噪处理。实验结果表明，本文算法在峰值信噪比(PSNR)指标上优于传统算法；对于不同噪声方差下的MR仿真图像降噪，与基于小波和轮廓波的方法相比，PSNR平均提高了2.13dB和0.91dB。从视觉效果来看，该算法在有效抑制MR图像噪声的同时，更有利于保持图像的细节信息。关键词：磁共振图像;双树轮廓波变换;噪声参数估计;图像降噪- 46
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发布时间：2020-08-13 -
一种改进的均值移位红外目标跟踪算法
摘要：为了增强复杂背景条件下红外目标跟踪的稳健性，提出了一种改进的均值移位目标跟踪算法。该算法融合了均值移位的梯度匹配搜索策略的优势与基于特征分类跟踪算法强鲁棒性的优点，建立了灰度似然比加权的核直方图目标表征模型。模型中加入了目标与局部背景灰度特征的似然比作为原始核直方图的权值，应用该模型的均值移位算法能够进一步提高目标像素灰度的移位权重，有效抑制背景干扰，进而提高低对比度目标跟踪的稳健性。同时，基于跟踪复杂度估计提出了目标遮挡情况下的模型更新判别准则，提高了算法的自适应性能。实测红外目标跟踪实验表明了该算法简单、有效。关键词：信息处理技术;红外目标跟踪;均值移位;似然比- 68
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发布时间：2020-08-13
信息科学
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