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BDMFuse:Multi-scale network fusion for infrared and visible images based on base and detail features
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作者 SI Hai-Ping ZHAO Wen-Rui +4 位作者 LI Ting-Ting LI Fei-Tao Fernando Bacao SUN Chang-Xia LI Yan-Ling 《红外与毫米波学报》 北大核心 2025年第2期289-298,共10页
The fusion of infrared and visible images should emphasize the salient targets in the infrared image while preserving the textural details of the visible images.To meet these requirements,an autoencoder-based method f... The fusion of infrared and visible images should emphasize the salient targets in the infrared image while preserving the textural details of the visible images.To meet these requirements,an autoencoder-based method for infrared and visible image fusion is proposed.The encoder designed according to the optimization objective consists of a base encoder and a detail encoder,which is used to extract low-frequency and high-frequency information from the image.This extraction may lead to some information not being captured,so a compensation encoder is proposed to supplement the missing information.Multi-scale decomposition is also employed to extract image features more comprehensively.The decoder combines low-frequency,high-frequency and supplementary information to obtain multi-scale features.Subsequently,the attention strategy and fusion module are introduced to perform multi-scale fusion for image reconstruction.Experimental results on three datasets show that the fused images generated by this network effectively retain salient targets while being more consistent with human visual perception. 展开更多
关键词 infrared image visible image image fusion encoder-decoder multi-scale features
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融合可见光与红外图像的光伏阵列缺陷检测 被引量:1
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作者 白晓静 徐佳伟 +3 位作者 皮宇啸 张文彪 洪烽 李佩哲 《太阳能学报》 北大核心 2025年第4期313-321,共9页
为保证光伏发电稳定、高效和安全运行,需及时检测光伏阵列的运行状况并发现存在的缺陷。提出融合可见光与红外图像的光伏阵列缺陷检测方法,采用CenterNet进行可见光图像光伏组件中太阳电池检测,采用U-Net对红外图像高温区域进行分割,提... 为保证光伏发电稳定、高效和安全运行,需及时检测光伏阵列的运行状况并发现存在的缺陷。提出融合可见光与红外图像的光伏阵列缺陷检测方法,采用CenterNet进行可见光图像光伏组件中太阳电池检测,采用U-Net对红外图像高温区域进行分割,提出区域匹配模块对可见光与红外图像进行匹配,提出关键点(PoI)聚集模块和二次分类器实现关键点处特征向量的聚集以及太阳电池缺陷分类,最后结合可见光图像异物遮挡及红外图像温度异常识别缺陷太阳电池位置及类型。选择不同网络进行测试,提出的算法在较为轻量的CenterNet和U-Net网络上太阳电池检测的AP50-95值达到84.4%,异常温度区域分割的IoU达到89.7%,且单张检测时间约为38 ms,能以较快的速度完成异常太阳电池的检测。 展开更多
关键词 太阳电池 光伏阵列 目标检测 图像分割 红外图像 可见光图像
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基于跨域交互注意力和对比学习引导的红外与可见光图像融合
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作者 邸敬 梁婵 +1 位作者 刘冀钊 廉敬 《中国光学(中英文)》 北大核心 2025年第2期317-332,共16页
现有红外与可见光图像融合方法难以充分提取和保留源图像细节信息与对比度,导致纹理细节模糊。针对这一问题,本文提出了一种跨域交互注意力和对比学习引导的红外与可见光图像融合方法。首先,设计了双支路跳跃连接的细节增强网络,从红外... 现有红外与可见光图像融合方法难以充分提取和保留源图像细节信息与对比度,导致纹理细节模糊。针对这一问题,本文提出了一种跨域交互注意力和对比学习引导的红外与可见光图像融合方法。首先,设计了双支路跳跃连接的细节增强网络,从红外和可见光图像中分别提取和增强细节信息,并利用跳跃连接避免信息丢失,生成增强后的细节图像。接着,构建了联合双分支编码器和跨域交互注意力模块的图像融合网络,确保特征融合时充分进行特征交互,并通过解码器重建为最终的融合图像。然后,引入了通过对比学习块进行浅层和深层属性和内容的对比学习网络,优化特征表示,进一步提升图像融合网络的性能。最后,为了约束网络训练以保留源图像的固有特征,设计了一种基于对比约束的损失函数,以辅助融合过程对源图像信息的对比保留。将提出方法与前沿融合方法进行了定性和定量的分析比较。在TNO、MSRS、RoadSence数据集上的实验结果表明:本文方法的8项客观评价指标均较对比方法有显著提升。本文方法融合后图像具有丰富的细节纹理、显著的清晰度和对比度,有效提高了道路交通、安防监控等实际应用中的目标识别和环境感知能力。 展开更多
关键词 红外与可见光图像融合 对比学习 跨域交互注意力机制 对比约束损失
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融合RGB与IR图像的遥感小目标检测方法
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作者 刘春霞 孟吉星 +1 位作者 潘理虎 龚大立 《计算机工程》 北大核心 2025年第7期326-338,共13页
针对现有的目标检测方法在处理背景复杂、有效信息量少的遥感图像时存在的误检、漏检等问题,提出了一种多模态遥感小目标检测方法——BFMYOLO。设计了像素级的红-绿-蓝(RGB)和红外(IR)图像的融合模块,即多模态融合模块(BFM),充分利用不... 针对现有的目标检测方法在处理背景复杂、有效信息量少的遥感图像时存在的误检、漏检等问题,提出了一种多模态遥感小目标检测方法——BFMYOLO。设计了像素级的红-绿-蓝(RGB)和红外(IR)图像的融合模块,即多模态融合模块(BFM),充分利用不同模态的互补性,实现两种模态信息的有效融合;设计了全尺度自适应更新模块(AA),解决特征融合过程中的多目标信息冲突问题,通过结合CARAFE上采样算子并进一步融入浅层特征,在加强非相邻层间融合的同时增强小目标的空间信息;设计了改进的任务解耦检测头(IDHead),将分类和回归任务分开处理,以降低不同任务的相互干扰,融合深层语义特征,进一步提升模型的检测性能。采用归一化Wasserstein距离(NWD)损失函数作为定位回归损失函数,降低位置偏差的敏感性。实验结果表明,该方法在VEDAI、NWPU VHR-10和DIOR数据集上的阈值设定为0.5时的均值平均精度(mAP@0.5)分别达到78.6%、95.5%和73.3%,优于其他先进模型,在遥感小目标检测中表现出良好的性能。 展开更多
关键词 遥感目标检测 可见光和红外图像 轻量级上采样算子 注意力机制 特征融合
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基于高光谱数据和Stacking集成学习算法的金矿品位快速反演
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作者 毛亚纯 夏安妮 +4 位作者 曹旺 刘晶 文杰 贺黎明 陈煊赫 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第7期2061-2067,共7页
金矿资源具有重要的经济和金融价值,不仅为国家提供了贵重的金属资源,推动经济增长,还在增强货币稳定性和国际金融市场中的避险能力方面具有现实意义。然而,当前矿山用于金矿品位测量的化学分析法尽管精确,但存在耗时长、成本高以及药... 金矿资源具有重要的经济和金融价值,不仅为国家提供了贵重的金属资源,推动经济增长,还在增强货币稳定性和国际金融市场中的避险能力方面具有现实意义。然而,当前矿山用于金矿品位测量的化学分析法尽管精确,但存在耗时长、成本高以及药剂污染等多种问题,无法实现基于实时品位信息的矿石品位与选矿方法的自动化调整。相比之下,可见光-近红外光谱分析法因其高效、绿色环保及原位测定等优势,逐渐成为估算矿区金属品位的有效替代方法。为此以中国辽宁省二道沟、凌源和排山楼三个金矿为研究区,共采集了389个金矿样本,以SVC便携式地物光谱仪测试的高光谱数据和化学分析数据为数据源。首先对原始光谱数据进行Savitzky-Golay平滑(SG)处理,并分析金矿的光谱特征,发现反射率与金品位具有一定相关性,且在455 nm处具有金的吸收特征,基于此,利用主成分分析法(PCA)、等距特征映射(ISOMAP)和局部线性嵌入(LLE)算法对原始光谱数据进行降维处理,对应降维结果的维数分别为6,5,5。最后基于随机森林(RF)、极端随机树(ET)、决策树(DT)、梯度提升树(GBDT)和自适应增强(Adaboost)、极端梯度提升树(XGBoost)和Stacking集成学习算法对降维后的数据建立了金品位预测模型。研究结果表明,Stacking集成学习方法在各方面性能均优于单一模型,其中LLE-Stacking组合模型的精度最高,预测值与真实值的R^(2)为0.972,RPD为5.935,平均相对误差为0.231。利用本方法可以快速准确预测矿粉中金的品位,相比于传统模型的品位反演精度有明显的提升,为矿山金品位的快速、原位测定提供了新的技术手段,对金矿的高效开采具有重要意义。 展开更多
关键词 金矿品位反演 可见光-近红外光谱 降维 Stacking集成学习
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条件扩散和多通道高低频并行的红外与可见光图像融合
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作者 邸敬 王鹤然 +2 位作者 梁婵 刘冀钊 廉敬 《光学精密工程》 北大核心 2025年第1期148-163,共16页
针对去噪扩散模型在红外与可见光图像融合任务中缺少基准真实值和可见光信息利用不足的问题,提出一种条件扩散和多通道高低频并行的红外与可见光图像融合模型。条件扩散模型利用拼接技术将拼接源图像作为基准真实值进行训练,获得红外与... 针对去噪扩散模型在红外与可见光图像融合任务中缺少基准真实值和可见光信息利用不足的问题,提出一种条件扩散和多通道高低频并行的红外与可见光图像融合模型。条件扩散模型利用拼接技术将拼接源图像作为基准真实值进行训练,获得红外与可见光图像特征提取任务的最优先验分布,在反向去噪过程中引入多通道似然校正模块,更有效地模拟红外与可见光图像的多通道复杂分布。然后,提出细节自适应去噪网络来完成红外与可见光图像的多通道高低频特征提取任务。最后,在融合网络中设计了一种多通道高低频并行融合模块,采用区域一致性融合网络和多通道低频特征融合网络分别完成高低频特征的融合。该模型为红外与可见光图像融合任务提供了一种可训练的扩散模型范式用于特征提取,使用特定的卷积神经网络进行特征融合。通过与近年来提出的9种高水平方法相比,在MSRS和RoadScene数据集上的实验结果表明,本文方法的8种客观评价指标平均提升了4.52%~59.62%。本文方法在色彩保真度和纹理细节保持等方面都优于其他方法,符合人眼视觉特性,能够很好地处理各种光照和环境场景下的红外与可见光图像融合任务。 展开更多
关键词 图像融合 红外与可见光 条件扩散模型 细节自适应去噪网络 多通道高低频并行融合模块
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基于TransNeXt的红外与可见光图像融合
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作者 杨艳春 杨万轩 雷慧云 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第8期69-79,共11页
针对红外与可见光图像融合过程中出现的细节丢失和易产生伪影等问题,本文提出了一种基于TransNeXt的融合算法.首先,通过卷积神经网络与TransNeXt对源图像进行浅层与深层特征提取,并通过信息补偿模块对红外浅层特征进行信息补偿,使其具... 针对红外与可见光图像融合过程中出现的细节丢失和易产生伪影等问题,本文提出了一种基于TransNeXt的融合算法.首先,通过卷积神经网络与TransNeXt对源图像进行浅层与深层特征提取,并通过信息补偿模块对红外浅层特征进行信息补偿,使其具有更多的语义信息.然后,通过基于交叉注意力的融合模块进行特征融合,它能够根据源图像不同区域的重要性调整权重以适应场景变化,提高融合结果的鲁棒性和准确性.最后,通过基于Trans-former的模块进行图像重建以得到最终融合图像.此外,本文通过基于VGG19显著区域掩膜的损失函数约束融合过程,使融合结果在重要区域保留更丰富的信息.实验结果表明,与其他7种对比方法相比,本文方法的客观评价指标信息熵、标准差、差异相关性总和、峰值信噪比和像素特征互信息分别平均提高了10.92%、14.85%、24.80%、2.26%、1.30%,并且能够在保留丰富的纹理信息的同时伪影较少,具有优异的夜间灯光融合效果,在目标检测上相较对比方法也取得了更好的效果. 展开更多
关键词 红外与可见光图像融合 卷积神经网络 TRANSFORMER TransNeXt
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基于DMD的红外与可见光图像融合
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作者 杨艳春 李毅 +1 位作者 李佳龙 王泽煜 《激光与红外》 北大核心 2025年第8期1305-1313,共9页
针对红外与可见光图像融合算法中出现缺失纹理细节、对比度信息问题,本文提出了一种基于双马尔可夫鉴别器(DMD)的红外与可见光图像融合方法。首先,在生成器的主通道中提取红外与可见光图像的公共信息,同时在辅通道中提取两者的互补信息... 针对红外与可见光图像融合算法中出现缺失纹理细节、对比度信息问题,本文提出了一种基于双马尔可夫鉴别器(DMD)的红外与可见光图像融合方法。首先,在生成器的主通道中提取红外与可见光图像的公共信息,同时在辅通道中提取两者的互补信息,利用梯度残差密集块(GRDB)提取特征的深层次细粒度信息;然后,通过混合注意力机制,获取到更加丰富的细节信息;最后,采用DMD与生成器构建对抗博弈机制,估计红外图像与可见光图像的分布概率,专注于区分输入图像的每一个局部块,从而促使融合图像保留更多的纹理细节信息。实验结果表明,本文方法的融合图像在纹理细节和对比度信息上表现丰富,同时在平均梯度、信息熵、标准差、空间频率等客观评价指标上也优于其他图像融合方法。 展开更多
关键词 红外与可见光图像融合 双马尔可夫鉴别器 生成器 梯度残差密集块
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基于局部和全局特征的电力设备红外和可见光图像匹配方法
9
作者 冯旭刚 阮善会 +2 位作者 王正兵 安硕 张科琪 《电工技术学报》 北大核心 2025年第7期2236-2246,2305,共12页
针对电力设备红外和可见光图像匹配过程受图像局部灰度差异影响大,以及特征点描述和匹配困难的问题,该文提出了基于局部和全局特征的电力设备红外和可见光图像匹配方法。首先,利用多尺度角检测算法分别检测红外和可见光图像中的特征点,... 针对电力设备红外和可见光图像匹配过程受图像局部灰度差异影响大,以及特征点描述和匹配困难的问题,该文提出了基于局部和全局特征的电力设备红外和可见光图像匹配方法。首先,利用多尺度角检测算法分别检测红外和可见光图像中的特征点,再使用不同尺度的曲率信息为每个特征点分配特征主方向(CAO);其次,分别构建每个特征点的部分灰度不变特征描述符(PIIFD)和全局上下文特征描述符;然后,将两种特征描述符的相似度进行加权融合,并利用双向匹配方法和随机抽样一致(RANSAC)方法筛选出正确的匹配点对;最后,得到图像间的仿射变换模型参数。实验结果表明:该文匹配方法与PIIFD、Log-Gabor直方图描述符(LGHD)和CAO匹配算法相比,正确匹配数显著增加,平均准确率较其他三种算法分别提高了50.71、27.62、11.11个百分点,平均重复度分别提高了27.69、28.81、19.18个百分点。 展开更多
关键词 电力设备 图像匹配 红外和可见光图像 全局上下文描述符 特征相似度匹配
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夜间红外与可见光多尺度信息注入式图像融合
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作者 杨艳春 李佳龙 +1 位作者 李毅 王泽煜 《光学精密工程》 北大核心 2025年第2期282-297,共16页
针对低光照条件下红外与可见光图像融合由于忽视光照而导致纹理细节不清晰、视觉感知较差等问题,本文提出了一种低光增强和语义注入式多尺度红外与可见光图像融合方法。首先,设计了一种适合低光增强的网络,通过残差模型反复迭代,实现夜... 针对低光照条件下红外与可见光图像融合由于忽视光照而导致纹理细节不清晰、视觉感知较差等问题,本文提出了一种低光增强和语义注入式多尺度红外与可见光图像融合方法。首先,设计了一种适合低光增强的网络,通过残差模型反复迭代,实现夜间场景下可见光图像的增强。然后,采用一种基于Nest架构的特征提取器作为网络的编码与解码器,其中深层特征能捕获图像的复杂结构和语义信息,设计了一种语义先验学习模块,通过交叉注意力进一步提取深层红外与可见光图像的语义信息,采用语义注入单元,将增强特征逐级注入了各个尺度。其次,设计了梯度增强分支,主流特征先通过混合注意力,再由主流分出Sobel算子流和Laplacian算子流,以此增强融合图像梯度。最后,通过解码器中同层之间的密集连接和不同层之间的跳跃连接,对各尺度特征进行重构。实验结果表明,本文在视觉信息保真度、互信息、差异相关系数和空间频率,较九种对比方法分别平均提高了23.1%,16.3%,18%,39.8%,有效提升了低光环境下融合图像的质量,有助于提升高级视觉任务的性能。 展开更多
关键词 红外与可见光图像融合 多尺度融合网络 低光增强 交叉注意力 语义注入
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可见—近红外光谱法异位发酵床垫料水分快速检测
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作者 何金成 郑积祥 洪思思 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第7期281-287,共7页
为满足异位发酵床垫料水分快速检测的需求,探讨基于可见—近红外光谱技术建立异位发酵床垫料水分预测模型的可行性。采集4~5个月的垫料样品,通过光谱仪获取400~990 nm光谱数据,并用CARS算法筛选关键特征波段。随后构建BP神经网络模型,... 为满足异位发酵床垫料水分快速检测的需求,探讨基于可见—近红外光谱技术建立异位发酵床垫料水分预测模型的可行性。采集4~5个月的垫料样品,通过光谱仪获取400~990 nm光谱数据,并用CARS算法筛选关键特征波段。随后构建BP神经网络模型,并对比灰狼算法(GWO)、哈里斯鹰算法(HHO)、冠豪猪算法(CPO)三种优化算法,发现CPO算法优化效果最佳。通过Chebyshev混沌映射改进粒子群算法,形成CARS—ICPO模型。该模型在验证集和预测集上的决定系数R 2分别为0.9935、0.9956,均方根识差RMSE分别为0.011、0.009,显示出高预测精度和泛化能力。研究结果证实该技术在异位发酵床垫料水分预测的可行性,为其水分的快速检测和异位发酵床的智能化管理提供新方法以及技术支持。 展开更多
关键词 异位发酵床 垫料 可见—近红外光谱 水分检测 神经网络 算法优化
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基于模糊逻辑与自适应策略的红外可见光图像融合
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作者 杨勇 刘家祥 +2 位作者 黄淑英 王晓争 夏钰锟 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第7期2196-2208,共13页
由于成像机制不同,红外图像能捕捉目标信息,可见光图像提供纹理细节,需融合两者以提升视觉感知与机器识别效果。基于模糊逻辑理论,提出一种多级模糊逻辑判别与自适应参数融合策略(MFD-APFS)的红外与可见光图像融合方法。将红外图像与可... 由于成像机制不同,红外图像能捕捉目标信息,可见光图像提供纹理细节,需融合两者以提升视觉感知与机器识别效果。基于模糊逻辑理论,提出一种多级模糊逻辑判别与自适应参数融合策略(MFD-APFS)的红外与可见光图像融合方法。将红外图像与可见光图像分别进行结构块分解,得到由信号强度分量重构的对比度细节图像组;将源图像组与对比度细节图像组分别输入设计的模糊逻辑判别系统,对图像组进行模糊逻辑判别得到各自的显著性图像,并对得到的显著性图像组进行二次模糊逻辑判别,得到联合的显著性图像;利用引导滤波技术,将显著性图像引导源图像,得到多幅决策图,通过自适应参数的融合策略,得到最终的融合图像。将MFD-APFS方法在红外和可见光图像公开数据集上进行实验测试,结果表明,相比7种主流的融合方法,对于客观度量指标SSIM-F和QAB/F,在TNO数据集上分别提升了0.169和0.1403,在RoadScenes数据集上分别提升了0.1753和0.0537;主观视觉效果表明,所提方法可以生成目标清晰、细节丰富的融合图像,较好地保留了红外图像目标信息及可见光图像纹理信息。 展开更多
关键词 红外与可见光图像融合 自适应参数融合策略 多级模糊逻辑 引导滤波 决策图
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基于可见-近红外光谱技术研发便携式贝贝南瓜品质无损检测仪 被引量:2
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作者 王加龙 马坤 +3 位作者 高鹏 朱金芳 张平 黄凡 《食品科学》 北大核心 2025年第6期254-262,共9页
为实现贝贝南瓜内在品质的快速无损检测,搭建以微型光谱仪为核心部件的便携式可见-近红外光谱检测装置,使用该装置采集不同发育期和贮藏期贝贝南瓜的光谱数据,采用一阶导数、卷积平滑(Savitzky-Golay,SG)、多元散射校正(multiplicative ... 为实现贝贝南瓜内在品质的快速无损检测,搭建以微型光谱仪为核心部件的便携式可见-近红外光谱检测装置,使用该装置采集不同发育期和贮藏期贝贝南瓜的光谱数据,采用一阶导数、卷积平滑(Savitzky-Golay,SG)、多元散射校正(multiplicative scatter correction,MSC)及以上方法组合的方式进行光谱预处理,筛选最佳的光谱预处理方法。采用连续投影算法提取特征波长,分别建立贝贝南瓜可溶性固形物含量(soluble solids content,SSC)和硬度的反向传播神经网络、多元线性回归和偏最小二乘回归预测模型,然后筛选出最优的SSC和硬度预测模型并导入装置,用于贝贝南瓜SSC和硬度的快速无损检测。结果显示,贝贝南瓜SSC最佳光谱预处理方法为SG+MSC,最优预测模型为反向传播神经网络预测模型,其预测集的决定系数Rp2、预测均方根误差和残差预测偏差分别为0.895 5、0.874 4°Brix、2.809 7;贝贝南瓜硬度最佳光谱预处理方法为SG+MSC,最优预测模型为多元线性回归预测模型,其预测集的决定系数Rp2、预测均方根误差和残差预测偏差分别为0.910 7、3.029 4 kg/cm2、3.214 4。以上结果表明,该检测装置能够较好地预测贝贝南瓜的SSC和硬度,可用于贝贝南瓜SSC和硬度的快速无损检测。 展开更多
关键词 贝贝南瓜 可见-近红外光谱 可溶性固形物含量 硬度 无损检测
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基于多尺度跨阶段密集连接的图像融合算法 被引量:3
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作者 翟丽红 罗继阳 《现代电子技术》 北大核心 2025年第5期107-114,共8页
针对目前可见光与红外光图像融合过程中的关键细节信息丢失,目标对比度较低的问题,提出一种基于多尺度跨阶段密集连接网络的图像融合算法。通过多尺度卷积与跨阶段的密集连接网络实现双模态图像的特征提取工作,结合CA注意力机制提高模... 针对目前可见光与红外光图像融合过程中的关键细节信息丢失,目标对比度较低的问题,提出一种基于多尺度跨阶段密集连接网络的图像融合算法。通过多尺度卷积与跨阶段的密集连接网络实现双模态图像的特征提取工作,结合CA注意力机制提高模型的融合效果,并以L1范数作为特征融合规则来获取融合特征图,并最终通过解码网络实现图像的重构工作。实验结果表明,在公共数据集TNO中,文中提出的算法在结构相似度、信息熵以及差异相关系数三项指标中获得了最优值,相较于次优值分别提高了4.14%、2.66%、2.59%,在边缘信息度量上取得了次优值,与最优值相差3.3%。综合主客观评价,文中提出的方法可获取高质量的融合图像,具有明显的优势。 展开更多
关键词 图像处理 可见光与红外光 深度学习 图像融合 多尺度 跨阶段密集连接
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基于双光谱成像技术的矿井早期火源识别及抗干扰方法研究 被引量:1
15
作者 王炎林 裴晓东 +1 位作者 王凯 徐光 《工矿自动化》 北大核心 2025年第3期122-130,共9页
现有基于图像分析的矿井外因火灾监测方法受矿井环境复杂、干扰源影响较大,单模态方法易将光源误判为火源,多模态方法没有利用温度信息进行火源判定,且在粉尘条件下这两种方法的识别精度较低。针对上述问题,提出一种基于双光谱成像技术... 现有基于图像分析的矿井外因火灾监测方法受矿井环境复杂、干扰源影响较大,单模态方法易将光源误判为火源,多模态方法没有利用温度信息进行火源判定,且在粉尘条件下这两种方法的识别精度较低。针对上述问题,提出一种基于双光谱成像技术的矿井早期火源识别及抗干扰方法。首先采用YOLOv10模型对可见光图像进行实时火源检测,利用红外热成像获取温度分布数据,然后通过Canny边缘检测与图像二值化预处理,消除可见光与红外图像的成像差异,最后采用pHash算法计算可见光与红外图像边缘哈希值的海明距离,并标定阈值(海明距离≤25),判定是否为同一火源,从而有效区分火源与干扰源。实验结果表明:在无粉尘无干扰源工况下,基于双光谱成像技术的矿井早期火源识别及抗干扰方法的准确率达98%,召回率为94%,优于单模态的YOLOv10(准确率为97%,召回率为86%);在粉尘干扰条件下,粉尘覆盖摄像头表面33%时,该方法的准确率和召回率分别为85%,80%,粉尘覆盖摄像头表面66%时,准确率和召回率分别为70%,65%,优于单模态和多模态方法。 展开更多
关键词 矿井外因火灾 早期火源识别 双光谱成像技术 可见光 红外光 pHash算法 YOLOv10 海明距离
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智能隐身材料的发展及应用研究 被引量:1
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作者 花梦婷 万峰 《陶瓷学报》 北大核心 2025年第3期437-453,共17页
隐身材料是国家克敌制胜的重要法宝,在实战过程中,随着侦察技术的进步,其受到突防的威胁也日益加剧。根据探测波段可分为可见光隐身材料、红外隐身材料和雷达隐身材料。传统隐身材料通过固定的物理或化学特性实现隐身,如可见光隐身的迷... 隐身材料是国家克敌制胜的重要法宝,在实战过程中,随着侦察技术的进步,其受到突防的威胁也日益加剧。根据探测波段可分为可见光隐身材料、红外隐身材料和雷达隐身材料。传统隐身材料通过固定的物理或化学特性实现隐身,如可见光隐身的迷彩涂层、红外隐身的低发射率薄膜及雷达隐身的吸波结构,其功能单一,缺乏灵活性和适应性,只能在有限的频率和角度范围工作,难以保证预期的隐身性能。而智能隐身材料则通过动态响应外界环境(如温度、光强或电磁波频率)实现自适应隐身,如可见光的温致变色/电致变色材料、红外的相变调控材料及雷达的频率选择表面/超材料,其具有多频谱兼容、实时可调的优点。未来,随着多模态智能材料与人工智能技术的发展,隐身材料将向多功能集成化、宽频谱兼容及自适应隐身方向演进,进一步提升军事装备的生存能力和作战效能。 展开更多
关键词 可见光隐身 红外隐身 雷达隐身 自主感知 智能隐身技术
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水铁矿对可见-短波红外反射光谱(VSWIR)识别和量化分析赤铁矿、针铁矿的影响
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作者 陈可妍 韩梦麒 +6 位作者 谭伟 周靖雯 秦效荣 贺依琳 梁晓亮 何宏平 朱建喜 《地球化学》 北大核心 2025年第5期669-678,I0001,I0002,共12页
赤铁矿(Hem)和针铁矿(Gth)是地表主要的铁(氢)氧化物,它们的相对含量能反映风化过程中气候环境和地下水条件。可见-短波红外反射(VSWIR)光谱是一种快速、便捷且经济的技术,可用于土壤、风化壳中赤铁矿和针铁矿的定量研究。作为赤铁矿和... 赤铁矿(Hem)和针铁矿(Gth)是地表主要的铁(氢)氧化物,它们的相对含量能反映风化过程中气候环境和地下水条件。可见-短波红外反射(VSWIR)光谱是一种快速、便捷且经济的技术,可用于土壤、风化壳中赤铁矿和针铁矿的定量研究。作为赤铁矿和针铁矿的重要前驱体,水铁矿(Fhy)往往与赤铁矿或针铁矿在地表环境中同时存在。这三类铁(氢)氧化物的VSWIR光谱的吸收带均由Fe^(3+)电子跃迁引起,且都出现在400~1000 nm波段范围内,重叠严重。因此,水铁矿的存在可能对使用VSWIR光谱识别和分析赤铁矿和针铁矿含量造成严重干扰。然而,目前尚缺乏量化评估水铁矿对赤铁矿、针铁矿在~500 nm和~900 nm吸收带半高宽(FWHM)、吸收位置(P)、不对称性(AS)等光谱特征影响的相关研究。因此,本文对Hem-Fhy、Gth-Fhy、Hem-Gth-Fhy的混合VSWIR光谱开展全面研究,以建立精确定量赤铁矿、针铁矿、水铁矿含量的光谱参数。结果表明,~500 nm吸收带的不对称性(AS500)随Hem-Fhy中水铁矿含量增加而降低;~900 nm吸收带的半高宽(FWHM900)随Gth-Fhy中水铁矿含量增加而增大。此外,当三元混合体系中水铁矿含量高于60%时,~900 nm吸收带位置(P900)向长波方向偏移10~25 nm。本研究揭示的铁(氢)氧化物与光谱参数之间的量化关系为矿物的VSWIR光谱分析提供重要依据,同时为FWHM900、P900等光谱参数成为评估古环境和地下水条件演化的有效指标奠定理论基础。 展开更多
关键词 水铁矿 赤铁矿 针铁矿 可见-短波红外反射光谱 光谱参数 量化关系
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基于箭尾识别与区域重构的可见光与红外图像融合方法
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作者 任臻臻 孙策 +2 位作者 王威 王强 占荣辉 《弹箭与制导学报》 北大核心 2025年第3期303-310,共8页
夜间火箭发射可见光图像具有清晰的尾焰纹理和颜色信息,红外图像呈现出轮廓完整的箭体和过饱和尾焰。基于两者间互补信息的高契合度,将可见光图像与红外图像融合,同时清晰地呈现箭体和尾焰信息一直是提升发射场火箭成像观测能力的研究... 夜间火箭发射可见光图像具有清晰的尾焰纹理和颜色信息,红外图像呈现出轮廓完整的箭体和过饱和尾焰。基于两者间互补信息的高契合度,将可见光图像与红外图像融合,同时清晰地呈现箭体和尾焰信息一直是提升发射场火箭成像观测能力的研究重点。文中提出了一种基于箭尾识别与区域重构的夜间可见光与红外图像融合方法。该方法通过箭体不变特征搜寻箭体尾部分割线,利用分割线完成区域划分,最后使用区域重构的融合策略完成红外箭体和可见尾焰的融合,有效避免可见光和红外特征信息缺失,最大化融合可见光图像与红外图像的语义信息。实验结果表明,与当前主要图像融合方法相比,文中所提出的融合方法显著提高了融合效果,较好保留了可见光与红外源图像的特征信息和细节信息,并且融合时间较短,可以达到准实时效果。 展开更多
关键词 图像融合 可见光图像 红外图像 箭尾识别 区域重构
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可见-近红外光谱与联合优化策略的孵前种鸭蛋受精信息无损检测 被引量:1
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作者 陈灼廷 王巧华 +2 位作者 王东桥 陈燕斌 李世军 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第5期1469-1475,共7页
种鸭蛋的孵化是鸭蛋和鸭肉生产的重要保障,无精蛋不能孵化出雏鸭,且在孵化箱内容易变质影响受精蛋的孵化。为了解决人工照蛋剔除无精蛋的劳动强度大、资源浪费等问题,以入孵前种鸭蛋为研究对象,提出了一种基于可见-近红外光谱与深度学... 种鸭蛋的孵化是鸭蛋和鸭肉生产的重要保障,无精蛋不能孵化出雏鸭,且在孵化箱内容易变质影响受精蛋的孵化。为了解决人工照蛋剔除无精蛋的劳动强度大、资源浪费等问题,以入孵前种鸭蛋为研究对象,提出了一种基于可见-近红外光谱与深度学习的种鸭蛋孵前受精信息无损检测方法。使用可见-近红外光纤光谱仪对321枚樱桃谷种鸭蛋(受精蛋144枚,无精蛋177枚)采集光谱数据,将光谱数据按3∶1的比例划分出训练集和测试集,采用在原光谱数据中添加噪声与随机偏移、随机选取并计算平均光谱两种方法将训练集进行扩充。设计了一个端到端深度学习模型:自动编码1维卷积神经网络CAE-1DCNN,使用卷积、池化层代替自动编码器中的全连接层,得到改进的卷积自动编码器CAE,采用联合优化策略训练CAE-1DCNN模型,使其具备自动编码器在数据的压缩-重构过程中提取有用特征的能力,并且能够有针对性地提取适用于分类任务的特征。采用了竞争性自适应重加权采样算法(CARS)、连续投影算法(SPA)、无信息变量消除算法(UVE)三种常用特征波长选取算法和K-最近邻(KNN)、朴素贝叶斯(NB)、随机森林(RF)三种机器学习分类模型进行组合,与本文提出的模型进行对比;采用t分布随机邻域嵌入算法(t-SNE)将特征提取效果进行可视化。最后采用梯度加权类激活图(Grad-CAM)将本文提出的模型对光谱数据的关注区域进行了可视化,探讨了光谱信息的生物可解释性。研究结果表明,所提出的CAE-1DCNN模型能较好地提取光谱数据中的有效信息,判别准确率为95.06%,可见-近红外光谱技术与深度学习相结合可以实现种鸭蛋孵前受精信息无损检测,使用联合优化策略训练的卷积自动编码器有较好的特征提取能力。端到端的CAE-1DCNN模型便于集成,为开发无损检测设备提供技术支持。 展开更多
关键词 入孵前种鸭蛋 受精信息 深度学习 联合优化 可见-近红外光谱 无损检测
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双稳态温致变色印花织物的制备及其光谱兼容性能
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作者 毛丽芬 肖红 +3 位作者 毛庆辉 麻伍军 梁志结 李敏 《纺织学报》 北大核心 2025年第3期141-150,共10页
针对单稳态温致变色纺织品颜色随外界环境变化而变化导致其无法自主控制色相的问题,利用双稳态温致变色微胶囊存在2个变色点而在高温条件下呈无色态和低温条件下呈有色态的性能特点,将其与分散染料复配,并采用筛网印花法印制高温沙土色... 针对单稳态温致变色纺织品颜色随外界环境变化而变化导致其无法自主控制色相的问题,利用双稳态温致变色微胶囊存在2个变色点而在高温条件下呈无色态和低温条件下呈有色态的性能特点,将其与分散染料复配,并采用筛网印花法印制高温沙土色-低温深灰色和高温中绿色-低温深绿色2种双稳态温致变色色块。研究了2种色块的变色性能、牢度性能、手感等。结果表明:2种色块变色灵敏度较高(变色响应时间≤30 s),抗疲劳性较好(循环次数≥200次),且通过高温和低温刺激可以实现色块在10~50℃范围内稳态维持2种特定的颜色,从而实现了色块颜色的自主调控;其中中绿色和深绿色色块在710~880 nm和620~660 nm波段的平均光谱反射率比值(K G)分别为6.44和8.16,且对典型被子植物具有广谱的光谱模拟效果;以光子晶体为低发材料印制的色块发射率为0.47,热红外成像显示其可起到红外低可探测效果;用3种色块套印印制出的印花织物具有良好的耐皂洗、耐摩擦和耐日晒色牢度且光泽低。 展开更多
关键词 可见光 近红外 热红外 双稳态变色 印花织物 微胶囊 温致变色纺织品
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