1 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所，安徽 合肥 230031
2 合肥工业大学仪器科学与光电工程学院，安徽 合肥 230009
场景定标是大视场遥感器在轨替代定标的常用方法，具有定标频率高、无需同步测量的优点。冰雪场景通常使用格陵兰冰盖（75°S，123°E）和南极冰盖（73.375°N，40°W）作为目标，由于其海拔较高（通常大于2 km），故受到大气影响较小，能够得到数据质量较好的定标样本。此外，冰雪在可见光范围以内光谱较为平坦，因而比较方便借助于其他定标方法实现波段传递。基于对前人极地场景定标方法的研究，将冰雪场景的地表双向反射分布函数（BRDF）和大气参数代入辐射传输模型之后，对我国高分五号卫星大气气溶胶多角度偏振探测仪（DPC）载荷的在轨辐射响应变化进行测试，得出的结论与沙漠场景和海洋场景的定标结果吻合度较高，且定标结果的离散度更小。所提方法可以对载荷在轨运行期间的探测数据提供长期监测、校正，并有助于业务化应用产品的质量提升。
在轨辐射定标 冰雪场景 辐射传输 地表双向反射分布函数模型 光学学报
2023, 43(18): 1812005
1 合肥工业大学 仪器科学与光电工程学院，安徽合肥230009
2 测量理论与精密仪器安徽省重点实验室，安徽合肥30009
对于高温下的视觉测量，如何降低高温构件本身发出的辐射以及热气流对图像质量的影响，在航空航天和汽车制造等领域具有重要意义。针对高温下复杂的光学成像环境，本文提出了一种基于单像素成像技术的高温构件图像采集方法，建立了高温构件单像素成像系统，分析了傅里叶单像素成像的工作原理及重建算法，根据高温物体的热辐射特性分析了其对单像素成像的影响及成像光谱范围。最后，对高温环境中的单像素成像进行了验证实验。实验结果表明：仅用30%的采样数据就可以对高温下的目标构件成像，且忽略了高温物体自身辐射光的强干扰。与传统CCD/CMOS的成像及边缘检测对比实验表明，本文的方法获取的图像特征更为清晰。该研究为单像素成像在高温构件工业领域的应用提供了一个潜在的发展方向。
单像素成像 高温 热辐射 光干扰 single-pixel imaging high temperature thermal radiation light interference
为解决近地告警系统测试验证的逼真度和直观性问题, 在对近地告警系统原理和测试需求分析的基础上, 提出了近地告警三维视景飞行仿真测试平台的总体方案, 考虑飞机特征和实时性因素建立逼真的飞行仿真模型, 采用合成视景方式提供三维告警包线的可视化显示, 提出了GPWS功能和性能测试评估方法, 能够为GPWS设备和算法提供全面测试。
近地告警 飞行仿真 三维视景 测试评估 ground proximity warning flight simulation 3D scene test evaluation
针对显微立体视觉标定过程中, 因显微成像产生的畸变和模糊而造成棋盘格标定板角点误检的问题, 提出一种基于旋转不变性的角点检测方法, 研究了棋盘格角点间的几何特征, 对所有特征角点进行排序, 通过实验建立数学模型, 计算筛选的特征角点的置信度, 准确提取出棋盘格角点位置, 并通过一系列实验对这种方法的准确度、噪点数量以及精度进行验证。结果表明, 基于旋转不变性的棋盘格角点检测方法, 准确率达到91.2%, 重投影误差的均方差约为0.1像素, 具有较高的准确性和精度。
旋转不变性 角点检测 几何特征 置信度 rotation invariance corner detection geometric characteristics confidence level
1 西安交通大学 电力设备电气绝缘国家重点实验室, 瞬态电磁环境与应用国际联合研究中心, 西安 710049
2 国家电网公司 全球能源互联网研究院, 北京 102209
在传输线场线耦合的计算中，由于辐射场可能从不同方向入射，入射方位角和入射仰角会在一定范围内变化，可以将其看作不确定变量，因此传输线的响应也呈现出不确定性。针对输入参数服从非典型分布的情况，应用多项式混沌方法对传输线场线耦合频域响应进行不确定度量化。结合入射方位角和仰角的物理意义，给出其服从的分布类型并构建相应的正交多项式基底，并对该模型的传输线方程进行多项式混沌展开。最后结合含两个不确定参数的传输线场线耦合算例，给出远端电流响应的统计信息，对比蒙特卡罗方法，验证了该方法的正确性和高效性。
传输线场线耦合 多项式混沌展开 非典型分布 蒙特卡罗方法 field-to-transmission line coupling polynomial chaos expansion method non-typical distribution Monte Carlo method 强激光与粒子束
2017, 29(11): 113203
北方民族大学数学与信息科学学院, 宁夏 银川 750021
相关滤波器在视觉目标跟踪中得到了广泛应用, 针对复杂场景下目标跟踪容易出现跟踪漂移的问题, 以及现有多尺度跟踪算法计算量大的问题, 本文提出一种实时的多尺度目标跟踪方法。首先由时空上下文模型输出目标位置置信图完成目标定位, 再在尺度空间上训练相关滤波器完成目标尺度估计, 最后基于目标位置和尺度提出了一种新的时空上下文模型更新机制, 避免了模型更新错误。实验表明: 该方法在尺度变化、局部遮挡、目标姿态变化等情况下均能完成鲁棒跟踪, 跟踪正确率较原始时空上下文跟踪算法提高了 38.4%。
目标跟踪 时空上下文 多尺度 object tracking spatio-temporal context scale update
1 江南大学 轻工过程先进控制教育部重点实验室, 江苏 无锡 214122
2 无锡信捷电气股份有限公司, 江苏 无锡 214072
针对布匹瑕疵检测存在的有效性不高、实时性不强等问题, 提出一种视觉显著性分析和最优椭圆Gabor滤波相结合的瑕疵检测方法。离线阶段采用差分进化算法对无瑕疵样本图像进行椭圆Gabor滤波器的参数寻优, 得到最优EGF; 在线阶段采用软硬件协同设计技术进行软硬件划分, 基于Zynq SoC的PL端实现中值滤波、RGB到CIE LAB格式颜色空间转换、LAB三通道EGF处理, 通过AXI VDMA总线将图像数据传输到PS端, 并计算滤波前后图像特征向量, 提取瑕疵显著区域, 确定阈值分离瑕疵。实验表明, 该方法有效地抑制了背景凸显瑕疵区域, 且软硬件结合提速明显, 具有较高的有效性和实时性。
光学测量 布匹瑕疵 显著性分析 椭圆Gabor滤波 软硬件协同设计 optical measurement fabric defect salient analysis elliptical Gabor filter hardware-software co-design
1 福建中医药大学，福建 福州 350122
2 福建省中医药研究院，福建 福州 350003
为了观察妇女月经周期腹部任脉体表红外温度的变化规律，应用红外热像仪获得了10名健康女青年在月经期、排卵期和黄体期的腹部任脉红外辐射图像。分析显示，月经周期关元穴的体表红外温度改变与基础体温变化曲线具有显著的同步性。神阙穴的体表红外温度在排卵期下降至最低点，较月经期和黄体期有显著差异(P<0.05)。神阙穴的这种周期性变化是中医理论关于女性胞宫气血周期蓄溢的客观体现，提示神阙穴体表红外温度能够特异地反映女性胞宫气血周期蓄溢的生理变化特征。在黄体期，女性任脉下腹部关元—神阙线体表的红外平均温度显著低于上腹部中脘—神阙线，提示任脉不同部位的体表红外温度存在差异。
任脉 体表红外温度 月经周期 conception vessel infrared temperature of body surface period of menstruation
1 合肥工业大学 仪器科学与光电工程学院，合肥 230009
2 中国科学院微电子研究所 微电子器件与集成技术重点实验室，北京 100029
本论文采用全反射式光学聚焦结构，通过独特的偏振控制技术，实现宽光谱、无色差成像椭偏仪的研制。在系统校准过程中采用多样品校准方法，利用校准得到的系统参数对待测样品进行成像椭偏分析，确定样品椭偏角ψ和σ及薄膜厚度的空间分布。为测试自制成像椭偏仪的准确性，本文对3 nm~300 nm 的SiO2/Si 样品在200 nm~1 000 nm 内多波长下进行成像椭偏测量。实验结果表明，SiO2 薄膜厚度最大相对测量误差小于6%。
成像椭偏仪 薄膜 椭偏测量 imaging ellipsometer thin film ellipsometry
1 江南大学 轻工过程先进控制教育部重点实验室,江苏 无锡 214122
2 无锡信捷电气股份有限公司,江苏 无锡 214072
为了实现易拉罐喷码过程中罐底字符的检测,提出了一种基于机器视觉的实时检测方法。首先对采集的图像进行二维Arimoto熵阈值化处理,然后在进行形态学膨胀操作后,通过字符区域信息提取出喷码字符区域,并进行旋转校正。将校正后的图像分割为单个字符,归一化为28×28大小,并采用卷积神经网络分类器进行检测识别。试验表明,该算法鲁棒性好,可以适应不同型号的易拉罐图像的分割识别,且实时性和准确性高,可满足易拉罐点阵喷码字符在线检测的要求。
易拉罐 机器视觉 卷积神经网络 canning machine vision convolutional neural network
