水下光电成像技术与装备研究进展(下) 被引量：34

1

作者 金伟其 王霞 +4 位作者 曹峰梅 黄有为 刘敬 李海兰 徐超 《红外技术》 CSCD 北大核心 2011年第3期125-132,共8页

鉴于对深海资源开发、海洋科研以及水下工程作业、考古和救援的迫切需求,使得水下光电成像技术研究和装备研制成为当前国内外重点研究方向之一。介绍了扫描激光、偏振成像、结构光成像、光-声混合成像以及水下图像处理等水下光电成像技... 鉴于对深海资源开发、海洋科研以及水下工程作业、考古和救援的迫切需求,使得水下光电成像技术研究和装备研制成为当前国内外重点研究方向之一。介绍了扫描激光、偏振成像、结构光成像、光-声混合成像以及水下图像处理等水下光电成像技术,分析了部分技术应用情况,并讨论了其技术特点。论文对于发展海洋资源开发、水下勘探与研究、水下救援以及国防等所需的水下光电成像技术和装置具有意义。 展开更多

关键词 水下成像 激光扫描 偏振成像 结构光成像 光-声混合成像 水下图像处理

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水下光电成像技术与装备研究进展(上)——水下激光距离选通技术 被引量：27

2

作者 曹峰梅 金伟其 +4 位作者 黄有为 李海兰 王霞 储开丽 刘敬 《红外技术》 CSCD 北大核心 2011年第2期63-69,共7页

激光距离选通成像技术是当前国内外不断发展且应用有效的水下光电成像技术之一,国外20世纪90年代后陆续公开了一些水下光电成像探测系统和实验结果。结合海洋资源勘探、水下救援和侦察等应用领域的需求,全面介绍并对比分析了当前国内外... 激光距离选通成像技术是当前国内外不断发展且应用有效的水下光电成像技术之一,国外20世纪90年代后陆续公开了一些水下光电成像探测系统和实验结果。结合海洋资源勘探、水下救援和侦察等应用领域的需求,全面介绍并对比分析了当前国内外典型水下激光距离选通成像装置和性能水平,讨论了其技术特点,对水下激光距离选通成像技术的发展和装置应用具有意义。 展开更多

关键词 水下成像 距离选通成像 脉冲激光 水下救援

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红外偏振成像系统高速处理模块设计 被引量：8

3

作者 徐超 何利民 +1 位作者 王霞 金伟其 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期126-133,共8页

基于中波制冷320×256红外焦平面探测器,设计了以FPGA为处理核心,集SDRAM存储器及其他功能模块电路为一体,适用于时间分割型偏振成像系统的高速成像处理模块。处理模块主要由前端与探测器相连的驱动板、以FPGA为核心的处理板和系统... 基于中波制冷320×256红外焦平面探测器,设计了以FPGA为处理核心,集SDRAM存储器及其他功能模块电路为一体,适用于时间分割型偏振成像系统的高速成像处理模块。处理模块主要由前端与探测器相连的驱动板、以FPGA为核心的处理板和系统电源板等组成,实现了盲元补偿、非均匀性校正、平台直方图均衡、线性映射等算法和校正参数的在线计算,具有内外同步可切换、积分时间连续可调的功能,能够输出分辨率为320×256像素、帧速为200fps的高质量红外图像,满足偏振成像系统对运动目标的实时探测要求。采用旋转偏振片的方法对带凹槽塑料水杯开展偏振成像实验,提取出有效的Stokes参量图像,观察到显著的偏振特性。该处理模块可广泛用于空间目标探测、地雷探测、海上搜救及伪装目标的探测等领域。 展开更多

关键词 红外 偏振成像 高帧频 FPGA 目标探测

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双波段红外光学系统设计与像质评价 被引量：13

4

作者 李培茂 王霞 +2 位作者 金伟其 李家琨 顿雄 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第11期2882-2888,共7页

双波段/多波段成像技术受到普遍重视，使得双波段光学系统特别是中、长波红外成像系统成为研究的热门之一。设计了折反射式光学系统、离轴三反射式光学系统和全折射式光学系统，分析了3种不同类型光学系统及其成像性能。采用了能同时响... 双波段/多波段成像技术受到普遍重视，使得双波段光学系统特别是中、长波红外成像系统成为研究的热门之一。设计了折反射式光学系统、离轴三反射式光学系统和全折射式光学系统，分析了3种不同类型光学系统及其成像性能。采用了能同时响应中、长波红外的探测组件，系统的主要技术指标为：工作波段3-5μm、8-12μm，F/#=2，2ω=5.74o，f’=100 mm，全视场畸变〈2%，空间频率16.7 lp/mm处的MTF〉0.4。对3种不同类型系统的特点进行分析和研究，给出了各种像差曲线和光学传递函数曲线，总结了3种不同类型光学系统的优缺点。 展开更多

关键词 光学设计 像质评价 双波段 红外光学系统

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基于偏振微面元理论的红外偏振特性研究 被引量：21

5

作者 陈伟力 王淑华 +1 位作者 金伟其 李军伟 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期507-514,共8页

针对基于金属线栅偏振片的红外偏振成像系统组成,需要考虑目标、大气、天空、偏振片的反射和自身辐射的影响,进而有效分析进入成像系统的红外偏振辐射组成。文章通过偏振微面元理论的散射函数模型,推导红外偏振辐射传输方程的Stokes表达... 针对基于金属线栅偏振片的红外偏振成像系统组成,需要考虑目标、大气、天空、偏振片的反射和自身辐射的影响,进而有效分析进入成像系统的红外偏振辐射组成。文章通过偏振微面元理论的散射函数模型,推导红外偏振辐射传输方程的Stokes表达式,得出红外偏振信息(偏振度、偏振角)与目标表面粗糙度、折射率、反射和观测角度等参数的数学模型,通过合理简化偏振信息表达式,仿真得出某材料的偏振度曲线与文献中实测数据基本一致,为进一步提高红外偏振成像系统的探测性提供理论依据和技术支持。 展开更多

关键词 光电子学 红外偏振辐射传输方程 偏振双向分布函数 红外发射率模型

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水下彩色图像的亮度通道多尺度Retinex增强算法 被引量：22

6

作者 张凯 金伟其 +1 位作者 裘溯 王霞 《红外技术》 CSCD 北大核心 2011年第11期630-634,共5页

水体散射使得水下光电成像所获得的图像存在较为均匀的散射光分布,降低了水下图像的清晰度和可观察景深,减小水体散射光的影响是提高水下光电成像质量的重要途径。论文基于Retinex理论,将水体散射效应等效为环境光照的变化,通过水下彩... 水体散射使得水下光电成像所获得的图像存在较为均匀的散射光分布,降低了水下图像的清晰度和可观察景深,减小水体散射光的影响是提高水下光电成像质量的重要途径。论文基于Retinex理论,将水体散射效应等效为环境光照的变化,通过水下彩色图像亮度通道下的多尺度Retinex(MSR)算法处理,有效地减小水体散射效应,提高所获图像中水下目标的真实性。实验表明,MSR算法能对含有不同程度水体散射效应的水下彩色图像进行全局视觉效果提升,更清晰地突出物体的细节并获得较鲜艳的色彩表现。 展开更多

关键词 水下彩色图像 散射效应 RETINEX MSR 图像增强

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基于颜色查找空间的自然感彩色融合算法及DSP实时实现 被引量：6

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作者 骆媛 金伟其 刘效东 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第8期2241-2246,共6页

基于颜色查找空间的自然感彩色融合算法是一种快速有效地将自然光参考图像的色调"着色"到多波段融合图像的方法。颜色查找空间针对不同环境和场景的人眼观察任务,寻求参考图像与多波段融合图像的像素点灰度坐标索引与颜色值... 基于颜色查找空间的自然感彩色融合算法是一种快速有效地将自然光参考图像的色调"着色"到多波段融合图像的方法。颜色查找空间针对不同环境和场景的人眼观察任务,寻求参考图像与多波段融合图像的像素点灰度坐标索引与颜色值的最佳匹配关系,为融合图像提供类似于自然光参考图像并适合于解读场景的色彩,缩短处理时间,应用前景广泛。针对颜色查找表的实时视频帧处理任务,需要特定的硬件和软件设计,满足对于算法环境适应性和实时处理效果的需求。选用了TI公司的32位定点处理器TMS320DM642采集PAL制模拟视频,实时彩色融合,在标准显示器上输出PAL制彩色融合视频。文中介绍了基于颜色查找空间的自然感彩色融合算法的处理流程,DSP实时处理的硬件和软件设计,实现二维颜色查找表实时处理采用的优化方法,以及在未来适于颜色查找表算法的硬件、系统和应用推广。 展开更多

关键词 图像融合 自然感彩色 颜色查找空间 实时数字信号处理 DSP

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用于红外焦平面阵列非均匀性校正的辐射参考源 被引量：1

8

作者 金明磊 金伟其 +1 位作者 刘崇亮 范永杰 《红外技术》 CSCD 北大核心 2012年第7期383-388,共6页

概述了4种红外焦平面阵列非均匀性过程中使用到的参考源。成为产品前,通常使用面源黑体作为参考源对红外焦平面阵列进行非均匀性校正;在热成像系统应用中动态非均匀性校正中,普遍使用的辐射挡板由于没有连有控温装置,只能进行一点校正,... 概述了4种红外焦平面阵列非均匀性过程中使用到的参考源。成为产品前,通常使用面源黑体作为参考源对红外焦平面阵列进行非均匀性校正;在热成像系统应用中动态非均匀性校正中,普遍使用的辐射挡板由于没有连有控温装置,只能进行一点校正,在场景温度偏离校正温度时,校正效果会受到影响;美国第三代前视红外成像系统中使用连有热电制冷器的热电参考源,利用热电制冷器对发射表面进行控温,可实现两点校正算法;为基于边框的SBNUC校正算法设计的U型边框黑体光阑,对视场中心没有遮挡,利用半导体制冷器对U型边框黑体光阑的进行控温,能根据场景信息自适应地实现的两点校正。 展开更多

关键词 非均匀性校正 面源黑体 辐射挡板 热电参考源 U型边框黑体

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大气湍流模糊图像的高分辨力复原算法 被引量：5

9

作者 李思雯 徐超 +1 位作者 刘广荣 金伟其 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第12期3486-3490,共5页

大气湍流是大气中的一种重要运动形式,它的存在使大气中的动量、热量、水气和污染物的垂直和水平交换作用明显增强,这种干扰作用极大地影响了光电成像系统对于目标的分辨能力。由于湍流影响而退化的图像中同时存在着"幸运区域&quo... 大气湍流是大气中的一种重要运动形式,它的存在使大气中的动量、热量、水气和污染物的垂直和水平交换作用明显增强,这种干扰作用极大地影响了光电成像系统对于目标的分辨能力。由于湍流影响而退化的图像中同时存在着"幸运区域",用适当的算法可以获得高分辨力复原图像。为了获取包含"幸运区域"的大气湍流模糊图像,在实验室使用人造湍流,并结合短曝光技术拍摄了大气湍流干扰的序列图像。文中应用矩形交叠分块方法,改进了基于偏微分方程(PDE′s)的序列图像复原算法,对获取的序列短曝光图像进行处理。结果表明,经该算法处理得到的合成图像质量有明显的提升,该算法对大气湍流造成的图像质量退化有较好的复原作用。 展开更多

关键词 大气湍流 去模糊 幸运区域 短曝光

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应用U形边框黑体光阑的三点辐射定标校正方法及其分析 被引量：3

10

作者 修金利 金伟其 +1 位作者 刘崇亮 王霞 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第9期2313-2318,共6页

红外焦平面探测器阵列由于探测器工艺、环境冲击和长时间工作等因素将引起探测器响应的漂移，很大程度影响了热成像系统的成像质量。对于红外测温热像仪来说，会大大降低其出厂定标的准确性。针对红外辐射定标，考虑到探测器响应的非线... 红外焦平面探测器阵列由于探测器工艺、环境冲击和长时间工作等因素将引起探测器响应的漂移，很大程度影响了热成像系统的成像质量。对于红外测温热像仪来说，会大大降低其出厂定标的准确性。针对红外辐射定标，考虑到探测器响应的非线性，在前期搭建的基于U形边框黑体视场光阑的红外成像系统基础上，研究了基于U形边框黑体光阑的三点定标修正方法，并与两点辐射定标方法进行了比较。实际定标测试实验结果表明：在25—65℃范围内，三点定标修正后的最大绝对误差和平均误差分别为0．1266K和-0．0488K，较原始定标的结果有明显的精度提升，说明三点定标修正方法算法有效，但三点定标修正与两点定标修正的结果相差不大。因此，一般情况下两点辐射定标修正方法足以适应辐射定标应用。 展开更多

关键词 红外辐射定标 非线性响应 多项式拟合 三点定标 两点定标

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水下距离选通图像双平台直方图增强及其FPGA实时处理 被引量：4

11

作者 何康 裘溯 +1 位作者 金伟其 魏树弟 《红外技术》 CSCD 北大核心 2014年第12期976-981,共6页

水下激光距离选通成像中要对水下距离选通图像进行增强处理。水下图像通常具有噪声大、对比度差、照度不均匀的特点。通过分析水下图像的成像特点,针对引起图像降质的因素进行增强算法设计,提出了基于帧叠加去噪与双平台直方图变换相结... 水下激光距离选通成像中要对水下距离选通图像进行增强处理。水下图像通常具有噪声大、对比度差、照度不均匀的特点。通过分析水下图像的成像特点,针对引起图像降质的因素进行增强算法设计,提出了基于帧叠加去噪与双平台直方图变换相结合的视频增强算法。可实现目标信息增强的同时抑制背景,将目标和背景区别处理。算法以Xilinx公司的XC5VLX50T系列FPGA芯片为核心,使用到了软核Microblaze、片内BLOCKRAM、外部SRAM等资源设计硬件系统,并已在水下选通成像系统中得到有效应用。 展开更多

关键词 水下图像 距离选通成像 实时处理 FPGA 图像增强

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非制冷红外热像仪人体表面温度场测量及误差修正 被引量：3

12

作者 张晓晔 徐超 +1 位作者 何利民 陈一鹤 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第10期38-44,共7页

利用非制冷红外热像仪测量人体表面温度场,除具有快速、非接触和量程短等特点外,还对测温精度有较高要求。针对非制冷微测辐射热计热像仪测量精度受环境、机芯温度影响较大的问题,提出一种对热像仪使用温度与标定温度之差引起的测量误... 利用非制冷红外热像仪测量人体表面温度场,除具有快速、非接触和量程短等特点外,还对测温精度有较高要求。针对非制冷微测辐射热计热像仪测量精度受环境、机芯温度影响较大的问题,提出一种对热像仪使用温度与标定温度之差引起的测量误差进行修正的方法。即对分别测得的环境温度、机芯温度和灰度两组数据,由支持向量机拟合得到环境温度和机芯温度误差修正模型;实际测量时,分别由热电偶和置于热像仪中的传感器测得环境温度和机芯温度后,根据误差修正模型对环境和机芯温度变化引起的热像仪测量误差进行修正,获得较为准确的人体表面温度场数据。实验结果表明:该修正方法,与经标定的高精度热电偶测温相比,可使测量距离2 m时的测温误差减小50%。 展开更多

关键词 非制冷红外热像仪 体表温度场 环境温度 机芯温度 误差修正

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