基于主动照明调制的水下偏振成像方法

1

作者 董昌吉 张卫红 +3 位作者 黄一钊 李绪锦 王洪远 胡浩丰 《应用光学》 CAS 北大核心 2024年第6期1189-1196,共8页

浑浊水体中的光学衰减和吸收效应常常导致成像质量的明显下降,对诸多基于水下视觉图像的应用产生了不可忽视的影响。介绍了一种水下散射抑制的偏振成像方法,其关键思想是通过主动照明调制实现后向散射光偏振程度最大化,从而最大程度地... 浑浊水体中的光学衰减和吸收效应常常导致成像质量的明显下降,对诸多基于水下视觉图像的应用产生了不可忽视的影响。介绍了一种水下散射抑制的偏振成像方法,其关键思想是通过主动照明调制实现后向散射光偏振程度最大化,从而最大程度地抑制后向散射光。通过目标场景穆勒矩阵的测量、后向散射光的斯托克斯矢量的给定、入射主动照明斯托克斯矢量的确定,以及偏振特征矢量的计算,最终结合这些信息对散射介质中的图像进行复原。实验结果表明,该方法在处理浑浊水体下的成像问题方面表现出色。与其他方法相比,它显著提升了图像质量,为水下环境中的成像应用提供了有力的解决方案。该方法的独特之处在于其主动偏振照明调制技术,通过主动照明控制,实现了后向散射光的偏振特性调控,从而有效地减少了散射引起的成像退化,为水下偏振成像领域带来了新的研究思路。 展开更多

关键词 偏振成像 浑浊水成像 主动照明调制 图像复原

在线阅读 下载PDF 职称材料

激光主动照明光学系统设计 被引量：11

2

作者 刘韬 胡玥 +1 位作者 董健 申军立 《中国光学》 EI CAS CSCD 2016年第3期342-348,共7页

为提高跟踪测量系统对暗弱目标的探测能力，设计一套自动化激光主动照明光学系统，对跟踪测量视场范围进行主动辅助照明。该系统在0．2～5 km 距离处的照明直径均为10 m，计算出其在－20℃及＋45℃的温度调焦量，照明仿真结果表明系统... 为提高跟踪测量系统对暗弱目标的探测能力，设计一套自动化激光主动照明光学系统，对跟踪测量视场范围进行主动辅助照明。该系统在0．2～5 km 距离处的照明直径均为10 m，计算出其在－20℃及＋45℃的温度调焦量，照明仿真结果表明系统照明不均匀性＜15％。通过研究系统像差对照明均匀性的影响，以及对设计的调光组进行分析，得到调光组移动量与照明距离之间的理论关系，表明自动调节调光组位置即可实现不同照明距离处的均匀照明。设计和分析结果表明，该主动照明系统能够自动调节调光组位置，实现跟踪测量视场内的均匀照明，有利于跟踪测量系统对于暗弱目标的探测。 展开更多

关键词 激光主动照明 自动化 照度均匀

在线阅读 下载PDF 职称材料

主动照明双相机交汇法破片空间坐标测试系统研究 被引量：7

3

作者 陈君 苏健军 +3 位作者 刘吉 张静 刘秀 李世伟 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第7期173-176,187,共5页

针对当前战斗部破片空间分布测试方法无法满足外场恶劣环境的问题,提出一种结合激光辅助照明和原向反射技术的高速线阵相机交汇的测试方法。该方法利用两台线高速线阵相机视场交汇形成靶面,采用激光模组形成扇形光幕作并结合原向反射屏... 针对当前战斗部破片空间分布测试方法无法满足外场恶劣环境的问题,提出一种结合激光辅助照明和原向反射技术的高速线阵相机交汇的测试方法。该方法利用两台线高速线阵相机视场交汇形成靶面,采用激光模组形成扇形光幕作并结合原向反射屏技术形成辅助照明,并由激光光幕测速仪提供同步触发信号。对测试系统的工作原理进行了描述的基础上,阐述了辅助照明的关键技术,并对系统进行了误差分析。完成了验证性实验。实验结果表明系统可以在行频为200kHz时,可靠捕捉目标图像;并计算出其空间坐标,在有效范围为1 m×1.2 m时,与标准靶纸相比,误差优于3 mm。 展开更多

关键词 战斗部破片 空间坐标 主动照明 原向反射

在线阅读 下载PDF 职称材料

880nm半导体激光主动照明光纤耦合模块 被引量：5

4

作者 王祥鹏 彭航宇 +1 位作者 李再金 王立军 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1500-1504,共5页

为降低半导体激光主动照明红曝,选择波长880 nm大功率半导体激光器作为新型激光主动照明成像系统光源。根据光纤耦合过程光参数积不变原理,研制出波长880 nm大功率半导体激光器阵列单光纤耦合模块,利用光纤匀光作用使激光光束匀化整圆... 为降低半导体激光主动照明红曝,选择波长880 nm大功率半导体激光器作为新型激光主动照明成像系统光源。根据光纤耦合过程光参数积不变原理,研制出波长880 nm大功率半导体激光器阵列单光纤耦合模块,利用光纤匀光作用使激光光束匀化整圆后用于激光主动照明。首次在波长880 nm大功率半导体激光器上采用阶梯反射镜光束整形方法,使激光光参数积与光纤匹配,激光高效耦合进入纤芯400μm、数值孔径0.22的光纤。室温条件下光纤耦合模块连续输出功率44.9 W,电光转化效率35%,波长880 nm大功率半导体激光器阵列光纤耦合模块,不仅其红曝小而且对应CMOS图像传感器光谱响应度较高,系统成像质量好。 展开更多

关键词 半导体激光器阵列 波长880nm激光 激光主动照明 光束整形 阶梯镜

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于光纹特征的激光主动照明图像去模糊 被引量：13

5

作者 王灿进 石宁宁 +1 位作者 孙涛 王锐 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1159-1167,共9页

受光学系统离焦、大气扰动、平台振动的影响,激光主动照明系统捕获的图像容易被模糊,而传统的去模糊方法难以取得良好的复原效果,故本文提出基于光纹特征的盲解卷积复原方法来实现图像去模糊。首先将模糊图像降采样,建立尺度金字塔,在... 受光学系统离焦、大气扰动、平台振动的影响,激光主动照明系统捕获的图像容易被模糊,而传统的去模糊方法难以取得良好的复原效果,故本文提出基于光纹特征的盲解卷积复原方法来实现图像去模糊。首先将模糊图像降采样,建立尺度金字塔,在尺度空间查找光纹特征图像块。随后基于激光主动照明图像饱和像素较多的特点,提出新的图像退化模型。最后针对模糊核估计、光纹参数更新、清晰图像复原3个步骤,提出适用的能量函数,迭代复原出无噪清晰图像。搭建了主动照明系统,在捕获的激光主动照明图像上进行了实验,并与现有方法进行了对比。结果表明:本文方法不仅能够复原出清晰图像,而且能有效抑制振铃效应,其客观评价指标峰值信噪比(PSNR)优于已有的其他算法。 展开更多

关键词 激光主动照明 图像去模糊 光纹特征 能量函数 振铃效应

在线阅读 下载PDF 职称材料

激光主动照明成像实验研究 被引量：7

6

作者 孙露 王建立 王鸣浩 《电光与控制》 北大核心 2009年第9期77-79,共3页

激光照明成像系统为主动光学系统。在低照度情况下,使用激光对远距离目标进行照明,最终利用激光回波在CCD上成像。通过对激光经大气传输后回波功率的研究,对激光照明成像系统作用距离进行推导。利用886 nm固体激光器和CCD相机建立实验系... 激光照明成像系统为主动光学系统。在低照度情况下,使用激光对远距离目标进行照明,最终利用激光回波在CCD上成像。通过对激光经大气传输后回波功率的研究,对激光照明成像系统作用距离进行推导。利用886 nm固体激光器和CCD相机建立实验系统,验证利用激光照明在主动探测中的可行性。 展开更多

关键词 主动照明 激光传输 大气衰减 视距 CCD

在线阅读 下载PDF 职称材料

主动照明强度相干成像散斑效应仿真及实验研究 被引量：3

7

作者 李冲 高昕 +2 位作者 秦星 李希宇 陆长明 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期43-50,共8页

简述了强度相干成像原理,分析了照明激光散斑效应,并仿真了散斑效应对频谱模值的影响,利用数字微镜阵列设计实验,根据自适应望远镜测得的波前数据设置数字微镜阵列翻转状态,对不同目标采集光强涨落信息,利用基于先验信息的迭代算法进行... 简述了强度相干成像原理,分析了照明激光散斑效应,并仿真了散斑效应对频谱模值的影响,利用数字微镜阵列设计实验,根据自适应望远镜测得的波前数据设置数字微镜阵列翻转状态,对不同目标采集光强涨落信息,利用基于先验信息的迭代算法进行图像恢复.结果表明:目标散斑光场强度涨落服从负指数分布;散斑光场使得目标频谱模值高频部分出现误差;利用基于先验信息的迭代算法能较好地恢复目标图像,目标恢复图像峰值信噪比最高可达29.87dB. 展开更多

关键词 强度相干成像 主动照明 散斑效应 光强涨落 图像恢复

在线阅读 下载PDF 职称材料

安防领域激光主动照明技术现状与展望 被引量：2

8

作者 李明 徐现刚 《激光杂志》 北大核心 2017年第3期1-4,共4页

从工程应用角度论述了安防夜视监控领域激光主动照明技术现状及未来发展趋势,讨论了激光照明安全问题。指出安防LED照明技术受制于其发光效率等物理极限,未来将被激光照明技术取代。介绍了现有激光照明关键技术,并对激光照明未来的发展... 从工程应用角度论述了安防夜视监控领域激光主动照明技术现状及未来发展趋势,讨论了激光照明安全问题。指出安防LED照明技术受制于其发光效率等物理极限,未来将被激光照明技术取代。介绍了现有激光照明关键技术,并对激光照明未来的发展趋势做了展望。垂直腔面发射半导体激光器(VCSEL)在激光照明领域应用优势明显,激光距离选通技术是提高激光夜视图像信噪比的有效途径,1.5μm人眼安全激光照明技术也是未来发展趋势。 展开更多

关键词 激光主动照明 VCSEL 激光距离选通 激光照明安全 展望

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于透射率限制修正的水下偏振图像恢复

9

作者 段锦 董克晗 +3 位作者 王佳林 倪新宇 方瑞森 赵海丽 《光学精密工程》 北大核心 2025年第11期1722-1738,共17页

为了在主动照明条件下进行有效的水下偏振图像恢复,需要获取后向散射偏振度及无穷远的光强值参量。如果对上述两种参量进行粗略估计,会导致透射率估计错误,使恢复后的图像出现大量噪声以及造成部分像元饱和等问题。针对透射率估计错误... 为了在主动照明条件下进行有效的水下偏振图像恢复,需要获取后向散射偏振度及无穷远的光强值参量。如果对上述两种参量进行粗略估计,会导致透射率估计错误,使恢复后的图像出现大量噪声以及造成部分像元饱和等问题。针对透射率估计错误的问题,提出了一种基于透射率限制修正的水下偏振图像恢复方法,该方法从抑制噪声的角度出发,对透射率参数进行了粗修正,从而减少噪声干扰目标成像的问题,并从提高对比度的角度对透射率参数进行精修正,用以正确地估计透射率,再将透射率代入水下传输模型中获得输出图像。自主搭建了水下主动照明成像实验装置,分别对不同的目标在不同浓度的浑浊水体中进行了图像恢复实验。实验结果表明,提出的方法所恢复后的图像相对于原图像在信息熵和对比度指标上分别平均提升了33.89%和69.01%,并在平均梯度、信噪比、信息熵等指标中普遍高于对比算法,在不同浓度的浑浊水体中目标细节特征得到了明显的恢复。 展开更多

关键词 偏振成像 主动照明 水下目标图像恢复 透射率估计

在线阅读 下载PDF 职称材料

1.319μm激光照明条件下目标特性的实验研究 被引量：2

10

作者 蔡雷 姚东升 +1 位作者 关小伟 景春元 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期463-466,共4页

目标表面的反射特性主要由双向反射分布函数来表述,利用双向反射分布函数经验公式推导了激光主动照明条件下的目标反射截面,给出一种近似计算的方法,基于该方法计算了圆锥体目标激光反射截面。采用1.319μm固体激光器,搭建实验平台,实... 目标表面的反射特性主要由双向反射分布函数来表述,利用双向反射分布函数经验公式推导了激光主动照明条件下的目标反射截面,给出一种近似计算的方法,基于该方法计算了圆锥体目标激光反射截面。采用1.319μm固体激光器,搭建实验平台,实际测量了圆锥体目标反射截面随入射角度的变化趋势,同提出的计算方法计算得到的结果相一致。实验测量了圆板,圆柱,圆锥等目标在不同涂层时目标反射截面随入射角度的变化关系。结果可以为激光主动照明系统模型的优化及后续目标特征的提取与识别工作提供参考。 展开更多

关键词 激光主动照明 目标特性 双向反射分布函数 反射截面

在线阅读 下载PDF 职称材料

真实大气环境下水平方向激光主动相干阵列成像实验研究 被引量：1

11

作者 张羽 李治国 +4 位作者 刘辉 陈明徕 罗秀娟 马彩文 张怀利 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期49-59,共11页

为了研究激光相干阵列在全大气层湍流中的成像能力,在全相位闭合等方法的基础上,利用HV57模型中的大气折射率结构常数来标定大气相干长度,通过当地风速和光路高度等参数计算了实验所在地等效整层大气湍流的水平传输距离,研制了Ф1.5 m... 为了研究激光相干阵列在全大气层湍流中的成像能力,在全相位闭合等方法的基础上,利用HV57模型中的大气折射率结构常数来标定大气相干长度,通过当地风速和光路高度等参数计算了实验所在地等效整层大气湍流的水平传输距离,研制了Ф1.5 m等效孔径的激光相干发射阵列,对1.2 km远处物体进行了成像实验,成像分辨率达到了亚角秒级。验证了激光相干阵列成像系统对大气湍流影响的抑制作用和成像能力,可为未来研制实体激光相干阵列成像系统提供理论与技术支撑。 展开更多

关键词 激光相干阵列 傅里叶望远 主动照明成像 大气湍流 图像重构

在线阅读 下载PDF 职称材料

激光照明下锥体目标反射截面理论分析 被引量：1

12

作者 蔡雷 姚东升 张己化 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第S2期734-737,共4页

目标表面的反射特性主要由双向反射分布函数来表述,根据双向反射分布函数定义的激光主动照明反射截面,研究双向反射分布函数与目标表面特性的关系。利用双向反射分布函数推导了激光主动照明条件下的目标反射截面,给出一种近似计算的方法... 目标表面的反射特性主要由双向反射分布函数来表述,根据双向反射分布函数定义的激光主动照明反射截面,研究双向反射分布函数与目标表面特性的关系。利用双向反射分布函数推导了激光主动照明条件下的目标反射截面,给出一种近似计算的方法,基于该方法分析计算两种不同的反射情况下,圆锥体激光反射截面与具有相同半径的圆形平板面的激光反射截面的比值随圆锥体半顶角的变化曲线。得到了圆锥顶角越小则圆锥面的反射截面就越小的结论,与实际情况相符合。可以为武器设计、目标隐身、系统建模提供一定的理论依据。 展开更多

关键词 反射截面 双向反射分布函数 激光主动照明 圆锥体目标

在线阅读 下载PDF 职称材料

改进的相干光照明强度相干成像方法

13

作者 李冲 高昕 +2 位作者 李希宇 陆长明 唐嘉 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期82-88,共7页

在主动照明强度相干成像方法中,考虑相干性变化对成像频谱模值的影响.建立上行链路光场空间相干性变化模型;引入相干因子建立基于相干性变化的强度相干成像模型;仿真相干性变化对强度相干成像频谱模值的影响;最后设计实验验证模型的正确... 在主动照明强度相干成像方法中,考虑相干性变化对成像频谱模值的影响.建立上行链路光场空间相干性变化模型;引入相干因子建立基于相干性变化的强度相干成像模型;仿真相干性变化对强度相干成像频谱模值的影响;最后设计实验验证模型的正确性,分析所提模型和原模型恢复频谱模值与真实频谱模值的峰值信噪比.结果表明:在有激光主动照明时引入相干性因子是必要的,不同湍流相干长度下峰值信噪比较原模型提高了3.6%~6.2%.基于相干性变化建立的强度相干成像模型恢复的频谱模值质量更好. 展开更多

关键词 强度相干成像 主动照明 相干性变化 频谱模值 峰值信噪比

在线阅读 下载PDF 职称材料

扩展目标光学特性的理论分析与研究 被引量：4

14

作者 蔡雷 张世强 关小伟 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1671-1674,共4页

利用双向反射分布函数经验公式推导出激光主动照明条件下的目标反射截面表达式,给出了目标反射截面的一种近似计算方法,基于该方法计算了圆锥体目标反射截面。利用固体激光器和CMOS相机搭建实验系统,实际测量了目标反射截面随入射角度... 利用双向反射分布函数经验公式推导出激光主动照明条件下的目标反射截面表达式,给出了目标反射截面的一种近似计算方法,基于该方法计算了圆锥体目标反射截面。利用固体激光器和CMOS相机搭建实验系统,实际测量了目标反射截面随入射角度和不同目标体等参数变化时的变化情况,实验系统及数据同提出的方法计算得到的结果基本一致。结果表明,目标形状相同,入射角小于45°时,目标反射截面随着无涂层、白色油漆、灰色油漆逐渐变小,大于45°时白色油漆涂层目标反射截面最大;在目标表面特性相同的时候,目标反射截面随圆板、圆柱、圆锥渐次减小。 展开更多

关键词 激光主动照明 目标特性 双向反射分布函数 反射截面

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于连续型Adaboost算法和Cascade结构的红外人脸检测 被引量：1

15

作者 严超 王元庆 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2009年第11期1246-1250,共5页

自由立体显示技术中,人脸位置的探测与跟踪是关键之一。由于光照变化等因素的影响,对多人的脸部位置的探测很难达到快速、准确的目的。提出一种基于连续型Adaboost算法和Cascade结构的新方法。该方法采用红外主动照明模式,通过隔离可见... 自由立体显示技术中,人脸位置的探测与跟踪是关键之一。由于光照变化等因素的影响,对多人的脸部位置的探测很难达到快速、准确的目的。提出一种基于连续型Adaboost算法和Cascade结构的新方法。该方法采用红外主动照明模式,通过隔离可见光照,基本消除了光照变化对人脸检测造成的影响。新检测算法中Adaboost检测速度很快,Cascade结构可以检测那些难以识别的人脸,大大地提高了人脸检测的速度和鲁棒性。对视频流图像进行的检测实验中,没有出现人脸"漏检",极少出现非人脸的"误检"。检测速度在Windows XP,Penti-um IV,图片分辨率为640×480的条件下,可达25 f/s,完全达到了实时性的要求。另外,实验证明该方法对于人脸表情变化和人脸小角度倾斜也具有鲁棒性。 展开更多

关键词 连续Adaboost算法 HAAR特征 积分图 Cascade结构 红外主动照明模式

在线阅读 下载PDF 职称材料

低照度背景下弱小目标的成像实验研究 被引量：4

16

作者 胡海力 贺磊 +3 位作者 张勇 杨振 郭鑫民 张建隆 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第9期250-255,共6页

无人机等弱小目标具有飞行高度低、反射截面小、热信息弱等特点,尤其在低照度背景下,单一成像方式难以实现对弱小目标的探测和识别。实验对比了可见光成像、微光夜视成像、长波红外成像、激光主动照明成像等对弱小目标的成像效果,目的... 无人机等弱小目标具有飞行高度低、反射截面小、热信息弱等特点,尤其在低照度背景下,单一成像方式难以实现对弱小目标的探测和识别。实验对比了可见光成像、微光夜视成像、长波红外成像、激光主动照明成像等对弱小目标的成像效果,目的是研究适用于不同照度背景下弱小目标的探测识别方法。外场实验中,被测目标为小型四旋翼无人机,尺寸为290 mm×290 mm×196 mm,实验环境照度在10^-2~10^-4 lx之间,作用距离范围0.5~2 km。成像实验结果表明:普通可见光系统无法在环境照度低于10-2 lx时成像;环境照度为10^-3 lx时,微光夜视和长波红外热系统的识别距离仅为0.5 km;近红外激光(中心波长808 nm)主动照明与微光夜视结合的主动成像方式可增加对弱小目标的识别距离,同等条件下主动照明成像作用距离是被动成像的3倍。 展开更多

关键词 弱小目标 低照度背景 激光主动照明 目标探测识别

在线阅读 下载PDF 职称材料