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激光3D成像系统主被动探测技术的研究进展 被引量:14
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作者 唐晓燕 高昆 倪国强 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2013年第9期986-989,共4页
随着探测器件技术的进步,新概念的主/被动3D成像技术将主被动探测技术优势有机结合起来,能同时获得目标更加丰富的图像信息(如距离像、强度像、距离-角度像等),从而为正确识别和跟踪目标提供更多的决策信息,大大提高了目标识别概率和可... 随着探测器件技术的进步,新概念的主/被动3D成像技术将主被动探测技术优势有机结合起来,能同时获得目标更加丰富的图像信息(如距离像、强度像、距离-角度像等),从而为正确识别和跟踪目标提供更多的决策信息,大大提高了目标识别概率和可靠性。本文首先介绍了激光3D成像系统的发展现状,重点介绍了林肯实验室研制的Gen-III系统和美国航空航天局的自主精确着陆和危险的检测避免技术项目的 3D闪光激光雷达系统,接着结合HgCdTe雪崩光电二极管(APD)器件的特点介绍了下一代激光3D成像系统主被动探测技术的发展。最后对激光3D成像系统主被动探测技术的未来应用前景进行了展望。 展开更多
关键词 激光三维成像 主被动探测 红外焦平面 APD阵列
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典型背景和目标的长波红外偏振成像实验研究 被引量:22
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作者 王霞 梁建安 +4 位作者 龙华宝 姚锦华 夏润秋 贺思 金伟其 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第7期32-38,共7页
红外成像可以获得目标的强度信息,偏振成像可以获得目标的偏振信息,二者结合更有利于目标的探测识别。实验选用天空中飞机、海面上船只、草地上车辆三种典型自然背景下的典型目标作为研究对象,并利用自行研制的四通道同时长波红外偏振... 红外成像可以获得目标的强度信息,偏振成像可以获得目标的偏振信息,二者结合更有利于目标的探测识别。实验选用天空中飞机、海面上船只、草地上车辆三种典型自然背景下的典型目标作为研究对象,并利用自行研制的四通道同时长波红外偏振成像系统实现图像采集。实验结果表明,相对于传统的长波红外成像,长波红外偏振成像具有以下优势:长波红外偏振度图像在一定情况下具有更高的图像对比度,有利于目标的探测识别;长波红外偏振角图像可以突出目标细节,有利于观察者对场景内容的理解;长波红外偏振度和偏振角图像在一定情况下可以抑制杂波干扰,有利于杂波情形下的目标成像研究。 展开更多
关键词 红外偏振 目标探测 图像对比度 杂波干扰
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焦平面热成像系统离散采样性能评价方法 被引量:3
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作者 崔建平 王吉晖 +2 位作者 金伟其 白廷柱 高稚允 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第8期1973-1978,2007,共7页
在充分研究焦平面热成像系统欠采样成因的基础上,分析了ANN法和基于信息理论的光电成像系统欠采样混频评价方法,把欠采样混频看作是系统的噪声,并和其他系统噪声一起加到MRTD模型中,给出了包含欠采样噪声的MRTD模型。对比含欠采样噪声的... 在充分研究焦平面热成像系统欠采样成因的基础上,分析了ANN法和基于信息理论的光电成像系统欠采样混频评价方法,把欠采样混频看作是系统的噪声,并和其他系统噪声一起加到MRTD模型中,给出了包含欠采样噪声的MRTD模型。对比含欠采样噪声的MRTD模型仿真数据与文献中实测MRTD数据,该模型对MRTD仿真结果与测量数据走势基本一致,能够用于评价欠采样混频对热成像系统性能的影响,但模型的精确性还需要进一步修正。下一步将通过测量各种型号焦平面热像仪的MRTD,对含欠采样混频的MRTD模型进行修正。 展开更多
关键词 焦平面热成像系统 欠采样修正MRTD模型 欠采样噪声 性能评价
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背景杂波对红外偏振成像系统作用距离的影响 被引量:2
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作者 梁建安 赵万利 +2 位作者 王霞 贺思 金伟其 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第10期254-260,共7页
基于红外成像系统作用距离估算最小可分辨温差(MRTD)方法建立了红外偏振成像系统作用距离模型,分析了背景杂波影响下红外偏振成像系统作用距离。通过仿真发现,红外偏振成像系统作用距离是由目标/背景红外偏振特性、大气传输过程和观察... 基于红外成像系统作用距离估算最小可分辨温差(MRTD)方法建立了红外偏振成像系统作用距离模型,分析了背景杂波影响下红外偏振成像系统作用距离。通过仿真发现,红外偏振成像系统作用距离是由目标/背景红外偏振特性、大气传输过程和观察方式等众多因素共同决定的,背景杂乱程度大幅影响红外偏振成像系统作用距离,偏振成像模式与强度成像模式依据应用条件的不同具有不同的优势。 展开更多
关键词 背景杂波 作用距离 红外偏振 MRTD法
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量子光谱成像技术及其在对地观测中的应用前景 被引量:3
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作者 唐晓燕 高昆 倪国强 《航天返回与遥感》 2011年第5期80-88,共9页
综述了量子光谱成像技术的发展概况,简述了量子光谱成像原理的理论,详细介绍了纠缠双光子源的鬼成像,亚波长干涉以及热光的无透镜成像和热光的非定域双缝干涉实验及其原理。最后对量子光谱成像技术在未来的军用和民用对地观测的应用方... 综述了量子光谱成像技术的发展概况,简述了量子光谱成像原理的理论,详细介绍了纠缠双光子源的鬼成像,亚波长干涉以及热光的无透镜成像和热光的非定域双缝干涉实验及其原理。最后对量子光谱成像技术在未来的军用和民用对地观测的应用方面做出了展望。 展开更多
关键词 鬼像 亚波长干涉 双光子纠缠 热光关联 对地观测Hanbury—Brown和Twiss实验
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螳螂虾视觉成像的特点及其仿生技术研究综述 被引量:2
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作者 张旭 金伟其 裘溯 《红外技术》 CSCD 北大核心 2016年第2期89-95,共7页
螳螂虾是目前发现的拥有世界上最复杂眼睛的动物,其视觉系统有16种不同的光感受器类型,能够探测并分析可见光、紫外光、线偏振光以及圆偏振光。螳螂虾的视觉系统为设计出更好的成像器件提供了范例,目前,仿生螳螂虾视觉成像技术处于起步... 螳螂虾是目前发现的拥有世界上最复杂眼睛的动物,其视觉系统有16种不同的光感受器类型,能够探测并分析可见光、紫外光、线偏振光以及圆偏振光。螳螂虾的视觉系统为设计出更好的成像器件提供了范例,目前,仿生螳螂虾视觉成像技术处于起步阶段,具有广阔的应用前景。本文对国内外螳螂虾视觉的特点及其仿生成像技术的研究进展进行了全面系统的综述,分析了螳螂虾视觉的成像优势,指出了仿螳螂虾视觉成像技术的应用前景。 展开更多
关键词 螳螂虾 偏振光 视觉成像 光感受器
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红外成像系统动态性能模型研究进展 被引量:2
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作者 王霞 白江辉 +1 位作者 金伟其 吴子牧 《红外技术》 CSCD 北大核心 2016年第12期997-1004,共8页
红外成像系统动态性能模型在军事领域具有广泛的应用前景。介绍了动态性能模型的3个模块:目标背景数据输入、静态性能模型和搜索模型,对各模块的内容和实现途径做了简单说明。按照动态性能模型的发展趋势,分析了国外在搜索模型方面的主... 红外成像系统动态性能模型在军事领域具有广泛的应用前景。介绍了动态性能模型的3个模块:目标背景数据输入、静态性能模型和搜索模型,对各模块的内容和实现途径做了简单说明。按照动态性能模型的发展趋势,分析了国外在搜索模型方面的主要工作,介绍了国内动态性能模型的概况,最后指出了动态性能模型发展方向和需要解决的问题。 展开更多
关键词 动态性能模型 搜索模型 TDSP模型
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偏振成像技术发展与应用(特邀) 被引量:3
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作者 常军 杜杉 +3 位作者 马丽凤 谢冰清 吴郁楠 王君雅 《光电技术应用》 2022年第5期10-19,69,共11页
偏振成像是一种新型光电探测方法。相比于传统的强度成像,偏振成像可以进一步获取目标的偏振特性,从而提高对比度,增加识别概率。偏振成像在生物医疗、工业检测、地球遥感、现代军事以及海洋和航空领域具有重要应用价值。文中对偏振成... 偏振成像是一种新型光电探测方法。相比于传统的强度成像,偏振成像可以进一步获取目标的偏振特性,从而提高对比度,增加识别概率。偏振成像在生物医疗、工业检测、地球遥感、现代军事以及海洋和航空领域具有重要应用价值。文中对偏振成像系统的成像方式进行分类和比较,总结了偏振成像的实现方法。在此基础上,根据不同偏振成像系统的特点,针对不同的应用背景,对偏振成像系统的未来发展方向进行了展望,包括基于超表面的新型偏振成像系统以及新型偏振成像光谱系统等。 展开更多
关键词 偏振成像 分时成像 实时成像 超表面偏振成像
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非共轴长波红外偏振成像系统设计
9
作者 王霞 姚锦华 +1 位作者 夏润秋 金伟其 《红外技术》 CSCD 北大核心 2017年第4期293-298,共6页
围绕长波红外偏振成像系统的硬件研制、系统校正和基本性能指标测试3方面工作,构建了较为完整的成像技术方案:从方案选择、系统组成、光学部件、电路原理介绍了系统的硬件研制;分析了系统四通道响应非一致性的来源,阐述了分段线性校正... 围绕长波红外偏振成像系统的硬件研制、系统校正和基本性能指标测试3方面工作,构建了较为完整的成像技术方案:从方案选择、系统组成、光学部件、电路原理介绍了系统的硬件研制;分析了系统四通道响应非一致性的来源,阐述了分段线性校正法的基本原理,并展现了其对四通道红外图像的校正效果;通过实验测量得到单通道NETD值约为60 m K,并绘制了单通道MRTD性能曲线,基于对应特征点统计得到了系统成像中心位置偏差约为4个像素,图像配准误差约为1.2个像素。最后,给出了车辆目标的长波红外偏振信息解算图像。 展开更多
关键词 偏振成像系统 非一致性校正 性能测试
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红外偏振成像系统性能评估模型
10
作者 王霞 赵家碧 +1 位作者 孙琪扬 金伟其 《红外技术》 CSCD 北大核心 2023年第5期437-445,共9页
红外偏振成像系统快速发展且应用广泛,但评估其性能的成像系统性能模型发展不足。迫切需要能够与先进的偏振成像系统相匹配的性能模型。利用深度学习网络的训练过程与人脑提取认知信息过程的相似性,本文首次将深度学习方法引入系统性能... 红外偏振成像系统快速发展且应用广泛,但评估其性能的成像系统性能模型发展不足。迫切需要能够与先进的偏振成像系统相匹配的性能模型。利用深度学习网络的训练过程与人脑提取认知信息过程的相似性,本文首次将深度学习方法引入系统性能模型领域,提出了一种基于二维图像的可自动评估系统性能的红外偏振成像系统性能模型。该模型主要包含两个主要模块:退化模块、性能感知模块。在评估一个新的系统时,需要输入高质量的原始图像,并根据系统的硬件参数量身定制成像系统退化模块,退化完成后输入性能感知模块,从而得到最终的目标获取性能。为验证模型有效性,本文基于红外辐射理论自建了面向海面场景的红外偏振数据集,训练网络并进行测试。应用该模型对红外偏振成像系统的性能进行评估,评估结果与主观感知具有较好的一致性。 展开更多
关键词 红外偏振成像 性能模型 深度学习 海面场景数据集
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气体泄漏热成像检测系统性能的多指标测试评价系统
11
作者 秦超 张旭 +3 位作者 袁盼 金伟其 李力 王霞 《红外技术》 CSCD 北大核心 2020年第12期1134-1140,共7页
目前针对气体泄漏热成像检测系统性能的相关评价技术还不够成熟,相应评价指标的测试系统及其测量方法尚无系统的研究报道。而常规热成像系统的性能评价方法难以直接用于评价气体泄漏热成像检测系统对泄漏气体的探测能力,本文结合泄漏气... 目前针对气体泄漏热成像检测系统性能的相关评价技术还不够成熟,相应评价指标的测试系统及其测量方法尚无系统的研究报道。而常规热成像系统的性能评价方法难以直接用于评价气体泄漏热成像检测系统对泄漏气体的探测能力,本文结合泄漏气体特性及各测试系统的特点,设计了一种可测量多类性能指标的气体泄漏热成像检测系统性能的测试评价系统,并以乙烯和甲烷气体为检测目标在实验室环境中分别对NECL、MRGC和MDGC三种评价指标进行了实验测量,结果表明了测试评价系统的可行性和实用性。 展开更多
关键词 气体泄漏热成像检测 性能评价 测试系统
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用于并行压缩感知成像系统的观测矩阵优化算法
12
作者 张雍钿 陈小梅 +4 位作者 吴穹 曾超 柳祎 张晓敏 高昆 《航天返回与遥感》 CSCD 北大核心 2023年第6期79-92,共14页
压缩感知理论为遥感空间超分辨技术提供了一种新的实现方式。其中观测矩阵决定着压缩感知的采样规则,设计和优化观测矩阵对于保证信号的重构品质具有重要意义。文章在并行压缩感知成像系统的基础上,提出了一种基于列独立性和互相关性的... 压缩感知理论为遥感空间超分辨技术提供了一种新的实现方式。其中观测矩阵决定着压缩感知的采样规则,设计和优化观测矩阵对于保证信号的重构品质具有重要意义。文章在并行压缩感知成像系统的基础上,提出了一种基于列独立性和互相关性的观测矩阵优化算法。算法通过正交三角分解增强观测矩阵的列向量独立性,再通过特征值分解和等角紧框架约束来降低观测矩阵与稀疏矩阵之间的互相关性。同时,文章还提出了一种基于阈值分割的优化方法,将观测矩阵转化为便于硬件实现的二值矩阵,在降低了硬件加工难度的同时,进一步增强了观测矩阵的效果,提高了优化算法的实用性。仿真实验证明,文章提出的优化算法相较于传统优化算法在峰值信噪比方面提升1~2 dB,具有更好地优化效果。 展开更多
关键词 列向量独立性 互相关性 阈值分割 观测矩阵优化 压缩感知 遥感空间超分辨技术
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时间门控SPAD阵列非视域成像的中介面BRDF散射特性研究
13
作者 陈海鹏 金伟其 +2 位作者 李力 裘溯 于相之 《红外技术》 CSCD 北大核心 2024年第11期1225-1234,共10页
非视域成像是当前针对实际应用而迅速发展的成像技术之一,基于SPAD阵列的非视域成像模式相较于其他模式具有凝视成像,设备轻量化等优点。针对基于门控SPAD阵列的非视域成像方法进行分析,重点关注基于门控SPAD阵列的非视域成像的中介面BR... 非视域成像是当前针对实际应用而迅速发展的成像技术之一,基于SPAD阵列的非视域成像模式相较于其他模式具有凝视成像,设备轻量化等优点。针对基于门控SPAD阵列的非视域成像方法进行分析,重点关注基于门控SPAD阵列的非视域成像的中介面BRDF(bidirectional reflectance distributionfunction,BRDF)散射特性及其对成像的影响,并选用Cook-Torrance模型对作为中介面的典型建筑材料BRDF散射特性进行建模分析;选取黑色亮光瓷砖、白色亚光瓷砖和黑色防护挡板3种典型建筑材料测量了BRDF数据,通过RANSAC(random sample consensus)算法剔除测量异常值,再采用遗传算法获得模型的特征参数,验证了通过特征参数描述材料BRDF散射特性的有效性,可为进一步的基于门控的SPAD阵列非视域成像研究奠定重要基础。 展开更多
关键词 时间门控 SPAD阵列 非视域成像 中介面BRDF Cook-Torrance模型
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基于光束空间展宽的水下前向散射成像模型 被引量:16
14
作者 黄有为 金伟其 +3 位作者 丁琨 李海兰 曹峰梅 王霞 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2009年第4期669-673,701,共6页
基于主动照明的水下成像技术一直是人们感兴趣的方向之一。水对光的强烈散射和衰减,尤其是多次散射效应,使水下光束传输过程变得十分复杂。为分析和仿真水下成像过程,提出了一种基于空间展宽的水下前向散射成像模型,其空间展宽采用Well... 基于主动照明的水下成像技术一直是人们感兴趣的方向之一。水对光的强烈散射和衰减,尤其是多次散射效应,使水下光束传输过程变得十分复杂。为分析和仿真水下成像过程,提出了一种基于空间展宽的水下前向散射成像模型,其空间展宽采用Wells提出的调制传递函数(MTF),并考虑了介于目标与接收器之间的水体散射光对像面照度的贡献。模型弥补了Wells模型与实测结果的偏差,仿真图像与实测图像具有较好的一致性,表明了模型在水下前向散射成像仿真方面的有效性。 展开更多
关键词 水下成像 前向散射 空间展宽 调制传递函数
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基于LED灯的室内可见光通信系统仿真分析 被引量:21
15
作者 沈振民 蓝天 +2 位作者 王云 王龙辉 倪国强 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第8期2496-2500,共5页
白光LED灯几MHz到几百MHz的调制带宽使其在照明的同时兼具通信功能。首先提出了照度均方差最小化准则来设计LED灯在室内的布局问题,分别考虑了不包含墙壁反射和包含墙壁反射两种情况下对室内照度分布的影响,分别给出了两种情况下白光LE... 白光LED灯几MHz到几百MHz的调制带宽使其在照明的同时兼具通信功能。首先提出了照度均方差最小化准则来设计LED灯在室内的布局问题,分别考虑了不包含墙壁反射和包含墙壁反射两种情况下对室内照度分布的影响,分别给出了两种情况下白光LED灯的最优布局。然后分析了室内视距链路(不包含墙壁反射)和非视距链路(包含墙壁反射)下的室内照度分布、接收功率分布以及信噪比分布。非视距链路相对于视距链路来说,室内照度分布和接收功率分布明显增加,但是信噪比明显下降,这主要是由于非视距链路下墙壁反射产生的码间干扰所致。 展开更多
关键词 LED 可见光通信 信噪比
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红外场景仿真技术发展综述 被引量:12
16
作者 王霞 汪昊 +2 位作者 徐超 白廷柱 金伟其 《红外技术》 CSCD 北大核心 2015年第7期537-543,共7页
红外场景仿真技术在军事领域具有广泛的应用前景。介绍了红外场景仿真的3个阶段:数据准备、辐射计算和后处理;对各阶段的工作内容和实现途径做了简单说明。按照红外场景仿真技术的发展趋势,分析了国外在各发展阶段的主要工作,介绍了国... 红外场景仿真技术在军事领域具有广泛的应用前景。介绍了红外场景仿真的3个阶段:数据准备、辐射计算和后处理;对各阶段的工作内容和实现途径做了简单说明。按照红外场景仿真技术的发展趋势,分析了国外在各发展阶段的主要工作,介绍了国内红外场景仿真概况及笔者目前的工作。最后指出了国内在红外场景仿真方面存在的几个问题。 展开更多
关键词 红外场景仿真 辐射计算 渲染引擎
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基于数据库查找表技术的实时红外场景仿真 被引量:4
17
作者 胡海鹤 郭长庚 胡海燕 《红外技术》 CSCD 北大核心 2013年第6期329-333,344,共6页
为实时仿真红外场景,提出将数据库查找表技术引入红外场景仿真过程,用数据库存储表征场景景物的几何数据、热物理特征数据、光学特性数据等各类信息。在渲染红外场景时,直接访问数据库,将相关数据读入内存缓冲区,并在渲染过程中对内存... 为实时仿真红外场景,提出将数据库查找表技术引入红外场景仿真过程,用数据库存储表征场景景物的几何数据、热物理特征数据、光学特性数据等各类信息。在渲染红外场景时,直接访问数据库,将相关数据读入内存缓冲区,并在渲染过程中对内存中的数据进行处理,从而加快处理速度,提高仿真图像刷新帧频,增强仿真实时性。仿真实验表明,简单场景仿真图像帧频达60Hz以上,复杂场景仿真图像帧频达20Hz以上,仿真图像具有一定的红外特征,与实际场景基本相似。 展开更多
关键词 红外场景仿真 红外光照模型 热物理特征 数据库查找表
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偏振正交法抑制双向传输系统瑞利干涉噪声 被引量:1
18
作者 王艳红 郭磐 倪国强 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2012年第11期1286-1290,共5页
瑞利后向散射引起的干涉噪声是双向光纤传输系统的主要噪声来源。本文对单模光纤双向传输系统中瑞利后向散射的一般理论和偏振特性进行了分析,并提出了采用偏振正交法减小干涉噪声的方法。建立了10 GHz模拟RF信号单波长双向传输系统,并... 瑞利后向散射引起的干涉噪声是双向光纤传输系统的主要噪声来源。本文对单模光纤双向传输系统中瑞利后向散射的一般理论和偏振特性进行了分析,并提出了采用偏振正交法减小干涉噪声的方法。建立了10 GHz模拟RF信号单波长双向传输系统,并采用偏振旋转器件实现正、反向传输光的偏振近似正交传输。通过数值模拟,分析了本系统瑞利后向散射偏振状态与入射光偏振状态、反向光偏振旋转角的关系,进一步分析了系统干涉噪声抑制水平。模拟分析结果表明,在80°~90°范围内旋转偏振态,能够使瑞利后向散射降低至少一个数量级;系统信噪比提高了近15倍。利用偏振正交法减小双向传输系统的干涉噪声,有对偏振旋转的精度要求不高、容易操作的优点。 展开更多
关键词 光纤光学 瑞利后向散射 干涉噪声 偏振正交 邦加球 双向传输
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光学遥感图像分割技术综述 被引量:25
19
作者 闵蕾 高昆 +4 位作者 李维 王红 李婷 吴穹 焦建超 《航天返回与遥感》 CSCD 2020年第6期1-13,共13页
遥感图像分割技术旨在将包含复杂地物空间分布信息的遥感图像划分为具有特定语义标签的不同区域,在遥感影像的分析和解译环节中有着重要应用。文章参照人类视觉系统的感知和视觉信息逐层稀疏化加工的特性,从基于浅层特征的分割方法、基... 遥感图像分割技术旨在将包含复杂地物空间分布信息的遥感图像划分为具有特定语义标签的不同区域,在遥感影像的分析和解译环节中有着重要应用。文章参照人类视觉系统的感知和视觉信息逐层稀疏化加工的特性,从基于浅层特征的分割方法、基于中层特征的分割方法和基于深层特征的分割方法三个层面,对常见的光学遥感图像分割技术进行了分类综述,陈述了各种主要算法的基本特点,并对比了它们的优势和局限性,同时也对未来的改进和发展方向进行了展望,为遥感图像分割的研究提供了一定的参考借鉴价值。 展开更多
关键词 图像分割 分类 图像特征层次 深度学习 光学遥感
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工业气体泄漏红外成像检测及差分光谱滤波检测方法研究 被引量:9
20
作者 袁盼 谭竹嫣 +4 位作者 张旭 金伟其 孙秉才 翁静 李力 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第8期313-326,共14页
以石油天然气为代表的工业气体已深入到人们生活和生产过程中,工业气体泄漏成为当前工业生产、交通运输等领域发生重大灾害的现象之一,同时甲烷排放也成为我国“碳排放”达标战略目标的主要指标,快速有效的气体泄漏检测技术和仪器成为... 以石油天然气为代表的工业气体已深入到人们生活和生产过程中,工业气体泄漏成为当前工业生产、交通运输等领域发生重大灾害的现象之一,同时甲烷排放也成为我国“碳排放”达标战略目标的主要指标,快速有效的气体泄漏检测技术和仪器成为当今国内外研究的重点。随着近年来非制冷红外焦平面探测器性能的提高,其低成本、长寿命和高可靠性能满足工业气体泄漏红外成像检测昼夜连续工作的应用需要,并发展出多种气体泄漏红外成像检测模式。在分析不同工业气体泄漏红外成像检测模式的基础上,设计并研制了基于差分光谱滤波的工业气体泄漏红外成像检测实验系统,分析提出了五个需要重点研究的视频图像处理方法,给出了相关的处理模型或典型处理示例。试验结果表明该成像检测模式具有较高的灵敏度,是一种有效的气体泄漏红外成像检测技术。 展开更多
关键词 工业气体泄漏 红外光谱成像 非制冷IRFPA 差分光谱滤波 图像处理
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