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大气介质红外辐射场混沌与分形特征
1
作者
徐文君
孙胜利
刘高睿
《红外与毫米波学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期261-267,共7页
大气介质是红外光学的重要传播媒介,也是影响红外动态信号检测与追踪的复杂背景。与固、液态介质相对稳定的性质相比,大气介质具有动态复杂性与长期不可预测性,阻碍了将其他领域成功的波动技术(如弹性波成像与反演、量子场波函数等)引...
大气介质是红外光学的重要传播媒介,也是影响红外动态信号检测与追踪的复杂背景。与固、液态介质相对稳定的性质相比,大气介质具有动态复杂性与长期不可预测性,阻碍了将其他领域成功的波动技术(如弹性波成像与反演、量子场波函数等)引入大气电磁波场,故传统经典物理学理论无法精确刻画此类复杂系统问题。但自然界此类场中产生的无序性与随机性通常可用分形的概念来阐述。利用风云4A气象卫星记录的红外云图,以水汽-二氧化碳波段的红外辐射波场为例,选取云图上任一无规时间序列,计算分形维度为分数与最大Lyapunov指数为正,初步判断大气介质红外辐射场具有混沌特征,也证明红外辐射场的动力学行为是有限自由度控制的动态非线性不规则行为。根据排列熵参数取值范围(0.87,0.92)趋于1判定,风云4A涵盖0.45~13.8μm波段的全红外数据显示强混沌性,且混沌强度分布具有空间不均匀性。本项工作既为利用混沌特性来研究动目标及背景杂波动态演化机理、捕捉时敏微扰信号以及对水陆空红外辐射场进行中长期非线性预测等提供了理论前提;也为建立大气红外辐射场的非保守耗散方程,刻画传输介质特性以及研究宏观与微观传播机理等基本问题奠定了实验基础。
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关键词
混沌
LYAPUNOV指数
分形维度
相关维度
排列熵
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职称材料
红外望远镜变步长自动对焦设计
被引量：
1
2
作者
杨鹏博
李洁
+1 位作者
崔文楠
张涛
《红外技术》
CSCD
北大核心
2021年第3期218-224,共7页
在远距离目标检测和跟踪的过程中,成像清晰起着至关重要的作用。红外望远镜系统的成像距离远、景深短、失焦引起图像模糊。由于大气折射,望远镜所成的像处于不断变化之中,造成传统对焦算法对焦成功率、效率偏低。为了提高自动对焦的成...
在远距离目标检测和跟踪的过程中,成像清晰起着至关重要的作用。红外望远镜系统的成像距离远、景深短、失焦引起图像模糊。由于大气折射,望远镜所成的像处于不断变化之中,造成传统对焦算法对焦成功率、效率偏低。为了提高自动对焦的成功率和速度,采用了一种具备变步长的爬山法,利用多次求图像清晰度取其中位数的方法保证清晰度评价的准确性,利用带动量和加速度的爬山法降低了对焦过程中的不稳定性,减少了粗对焦过程所需的步数。算法在实际中波红外望远镜系统中得到应用,实验结果表明,该算法在粗对焦阶段所需的对焦步数比传统爬山法减少了12.8%,满足红外望远镜系统的需要。
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关键词
自动对焦
红外望远镜
评价函数
动量
加速度
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职称材料
题名
大气介质红外辐射场混沌与分形特征
1
作者
徐文君
孙胜利
刘高睿
机构
中国科学院上海技术物理研究所智能红外感知重点实验室
出处
《红外与毫米波学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期261-267,共7页
基金
万人计划领军人才项目
中国科学院引才计划-B类人才项目。
文摘
大气介质是红外光学的重要传播媒介,也是影响红外动态信号检测与追踪的复杂背景。与固、液态介质相对稳定的性质相比,大气介质具有动态复杂性与长期不可预测性,阻碍了将其他领域成功的波动技术(如弹性波成像与反演、量子场波函数等)引入大气电磁波场,故传统经典物理学理论无法精确刻画此类复杂系统问题。但自然界此类场中产生的无序性与随机性通常可用分形的概念来阐述。利用风云4A气象卫星记录的红外云图,以水汽-二氧化碳波段的红外辐射波场为例,选取云图上任一无规时间序列,计算分形维度为分数与最大Lyapunov指数为正,初步判断大气介质红外辐射场具有混沌特征,也证明红外辐射场的动力学行为是有限自由度控制的动态非线性不规则行为。根据排列熵参数取值范围(0.87,0.92)趋于1判定,风云4A涵盖0.45~13.8μm波段的全红外数据显示强混沌性,且混沌强度分布具有空间不均匀性。本项工作既为利用混沌特性来研究动目标及背景杂波动态演化机理、捕捉时敏微扰信号以及对水陆空红外辐射场进行中长期非线性预测等提供了理论前提;也为建立大气红外辐射场的非保守耗散方程,刻画传输介质特性以及研究宏观与微观传播机理等基本问题奠定了实验基础。
关键词
混沌
LYAPUNOV指数
分形维度
相关维度
排列熵
Keywords
chaos
Lyapunov exponents
fractal dimension
correlation dimension
permutation entropy
分类号
O43 [机械工程—光学工程]
O29 [理学—应用数学]
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职称材料
题名
红外望远镜变步长自动对焦设计
被引量：
1
2
作者
杨鹏博
李洁
崔文楠
张涛
机构
中国科学院上海技术物理研究所智能红外感知重点实验室
上海
科技大学信息
科学
与
技术
学院
中国科学院
大学
出处
《红外技术》
CSCD
北大核心
2021年第3期218-224,共7页
文摘
在远距离目标检测和跟踪的过程中,成像清晰起着至关重要的作用。红外望远镜系统的成像距离远、景深短、失焦引起图像模糊。由于大气折射,望远镜所成的像处于不断变化之中,造成传统对焦算法对焦成功率、效率偏低。为了提高自动对焦的成功率和速度,采用了一种具备变步长的爬山法,利用多次求图像清晰度取其中位数的方法保证清晰度评价的准确性,利用带动量和加速度的爬山法降低了对焦过程中的不稳定性,减少了粗对焦过程所需的步数。算法在实际中波红外望远镜系统中得到应用,实验结果表明,该算法在粗对焦阶段所需的对焦步数比传统爬山法减少了12.8%,满足红外望远镜系统的需要。
关键词
自动对焦
红外望远镜
评价函数
动量
加速度
Keywords
autofocus
infrared telescope
evaluation function
momentum
acceleration
分类号
TP391 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
大气介质红外辐射场混沌与分形特征
徐文君
孙胜利
刘高睿
《红外与毫米波学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
2
红外望远镜变步长自动对焦设计
杨鹏博
李洁
崔文楠
张涛
《红外技术》
CSCD
北大核心
2021
1
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职称材料
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0
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参考文献
引证文献
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