作者单位
摘要
1 北京理工大学 光电学院 精密光电测试仪器及技术北京市重点实验室,北京 100081
2 中国科学院上海技术物理研究所,上海 200083
建立了基于焦平面探测器的红外成像系统成像的空间域和频率域模型;并分析指出,由于背景辐射的存在和红外探测器明显的响应非均匀性,只有系统经过良好的辐射校正,方能使其成像过程符合线性和空间不变性条件,使得相机可以采用传递函数来评价其几何成像性能。提出了针对基于焦平面探测器的红外成像系统的传函测试方法,能够有效地处理背景辐射的影响而且不受系统不均匀性的影响,试验和应用实践显示了该方法的有效性。
红外成像 模型 传函 测试 infrared imaging model modulation transfer function(MTF) measure 
红外与毫米波学报
2022, 41(6): 1072
王腾飞 1,2,3傅雨田 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院红外探测与成像技术重点实验室,上海 200083
2 中国科学院上海技术物理研究所,上海 200083
3 中国科学院大学,北京 100049
为了实现在长波红外波段应用光场成像技术,对红外光场成像中的辐射定标与非均匀性进行了研究。首先,根据光场成像和非均匀性校正的原理,提出了红外光场成像辐射定标模型,分析了响应漂移与非均匀性的关系。接着,设计标准黑体实验,记录两点校正法定标后30 h内的图像数据,对比了相同条件下光场数据和光场成像的非均匀性变化情况。实验结果表明:在10 min~30 h内,光场数据的非均匀性由0.062%增大到0.62%,光场成像的非均匀性由0.024%增大到0.27%。响应漂移对红外光场成像非均匀性的影响受到微透镜阵列渐晕和重聚焦计算的共同作用。重聚焦计算可有效抑制由响应漂移引起的非均匀性增长。
红外成像 光场成像 辐射定标 响应漂移 infrared imaging light field imaging radiation calibration response drift 
红外与激光工程
2022, 51(7): 20210646
黄凌锋 1,2,3董峰 1,2傅雨田 1,2,*
作者单位
摘要
1 中国科学院上海技术物理研究所,上海 200083
2 中国科学院红外探测与成像技术重点实验室,上海 200083
3 中国科学院大学,北京 100049
针对多帧短曝光图像叠加,提出一种融合成像系统自身的角度信息,通过光学系统与相机系统的坐标变换计算来获得图像偏移像素的方法。对于每一帧短曝光图像的角度,利用光学系统几何关系进行亚像素级偏移配准,再通过傅里叶变换的频移特性构建傅里叶频谱滤波器H(u,v),在频域对图像进行亚像素级别的修正,并使用刃边法对图像进行高频响应评估。对比未修复图像,经所提算法修正后图像在50%调制传递函数(MTF50)衰减处的分辨率从20 lp/mm提升到33 lp/mm,且其修复效果优于传统二次插值算法的修复效果;所提算法在40~80 lp/mm分辨率范围内具有较好的修复效果,MTF的峰值提升了4倍。
成像系统 遥感光学系统 短曝光图像叠加 数据融合 傅里叶频谱滤波器 
光学学报
2022, 42(24): 2411001
范文龙 1,2,3黄小仙 1,2,*傅雨田 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院红外探测与成像技术重点实验室,上海 200083
2 中国科学院上海技术物理研究所,上海 200083
3 中国科学院大学,北京 100049
水色遥感产品的三要素为:叶绿素、悬浮物质和黄色物质。水色水温扫描仪(简称水色仪)作为海洋一号卫星的主载荷之一,设置了8个可见近红外探测通道,主要目的是获取全球的海色三要素分布产品,为全球海洋初级生产力分布研究提供数据。2007年发射的HY-1B星水色仪,作为零辐射基准的冷空位置在入轨初期即存在光污染,导致近红外探测通道深海水域信号出现截止,并且纬度越低冷空信号越大。为了研究此问题的存在机理并对B星水色仪的历史数据进行修复,在实验室对问题产生源的特性进行了验证,并对其影响机理进行了分析。通过获取C星水色仪耀光能量与太阳天顶角的关系,计算B星水色仪在不同太阳天顶角的耀光能量。根据辐射定标系数可得到耀光能量对应的信号码值和码值修复量。结果表明,该修复值与由太阳天顶角计算得到的能量成线性关系,并可用于对B星水色仪其他目标信号进行修复。该算法可用于对B星水色仪近9年的遥感数据的修复,为后续与同类海洋遥感仪器的数据比对并反演水色产品奠定了理论基础。
海洋一号卫星 水色水温扫描仪 太阳同步轨道 可见近红外 冷空间 太阳耀光 HY-1 satellite Chinese Ocean Color and Temperature Scanner(COCTS) sun-synchronous orbit Visible near infrared(VNIR) cold space sun glitter 
红外与毫米波学报
2022, 41(1): 031
作者单位
摘要
1 中国科学院上海技术物理研究所 红外探测与成像技术重点实验室,上海 200083
2 中国科学院大学,北京 100049
水下潜体运动产生的内波反映到水表会形成一定的红外弱纹理信号,这使得利用红外遥感手段探测成为可能。但是这种纹理信号的对比度很弱,而且往往和振幅很强的背景杂波混在一起,给信号的提取造成很大困难。比较了已有水面弱纹理探测方法的优缺点,提出光学滤波的方法增强水面弱纹理信号的信杂比,使这种信号的提取更容易。基于非相干光学滤波的原理和特定信杂比评估弱纹理信号提取性能的方法,对不同特定频率信号的光学滤波方法采用信杂比进行分析和评估,然后在此基础上,针对特定频率的信号优化了相应的非相干光学传递函数,通过仿真和实验验证了该方法的可行性,同时表明优化的双孔径非相干光系统对弱纹理模型和信号具有较好的提取能力,该优化的系统可以得到7%以上的信杂比增强,再结合后续的数字对比度增强技术可以进一步有效提高对弱纹理信号的提取能力。
弱纹理 信杂比增强 非相干光 光学滤波 weak texture signal-clutter-ratio enhancement incoherence light optical filtering 
红外与激光工程
2021, 50(3): 20200215
作者单位
摘要
1 中国科学院上海技术物理研究所, 红外探测与成像技术重点实验室, 上海 200083
2 中国科学院大学, 北京 100049
水下潜体的运动产生的内波使得水表形成一定的红外弱纹理信号,从而使得利用红外手段进行探测成为可能,但是这种纹理信号的对比度非常低,其与振幅很大的背景杂波混在一起,给信号的提取造成很大困难。以曲波变换为基础,根据弱纹理的对比度、频率特点等进行曲波尺度分量和方向分量的筛选,再结合阈值优化和边缘梯度算子得到了较清晰的纹理提取图像。该图像的信息熵和频率集中度与采用传统曲波变换所得结果相比分别有30%和11%的提高。当弱纹理的对比度大于5%,筛选频率的方向和弱纹理频率方向偏差小于12°时,该算法能够清晰地提取纹理信息。
图像处理 弱纹理 曲波变换 灰度共生矩阵 先验频率 阈值优化 
光学学报
2021, 41(9): 0910001
作者单位
摘要
中国科学院红外探测与成像技术重点实验室,上海 200083
光场成像是一种通过采集光场信息和重聚焦计算而成像的方法。由于微透镜型光场相机的结构限制,为实现光学系统与探测器的耦合,一般采用改造探测器的方法,但不适用于红外光场相机。为此,提出了微场镜阵列结合中继透镜的新型结构。这种新型结构通过中继透镜对中间像面1:1成像,通过微场镜阵列改善中继透镜产生的渐晕。采用倾斜刃边法计算系统的调制传递函数曲线,对比直接耦合、中继透镜耦合以及新型结构耦合三种结构的像质。根据不同的重聚焦面,新型耦合结构在奈奎斯特频率下的曲线值相比于中继透镜耦合结构提升5%~240%,接近直接耦合结构。新型结构可在实现耦合的同时,避免系统像质的大幅度下降,可在红外光场相机中起到重要作用。
红外光场成像 中继透镜 渐晕 场镜 微透镜阵列 infrared light field imaging relay lens vignetting field lens microlens array 
红外与激光工程
2020, 49(7): 20190548
王奇 1,2,3傅雨田 1,2,*
作者单位
摘要
1 中国科学院红外探测与成像技术重点实验室, 上海 200083
2 中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
3 中国科学院大学, 北京 100049
为了提高复杂动态环境下精密稳像系统的质心定位精度,提出了一种基于生成对抗网络(GAN)的方法,以解决载体运动引起的星斑拖尾问题。传统的高斯模型先验方法对噪声敏感,盲反卷积方法采用简化模型估计模糊核,与真实值误差较大。所提方法结合了运动流图的运动方向和GAN的优化细节,将运动流图与模拟星点作为监督信号,采用端到端的形式复原星斑图,无需先验信息与迭代计算,并且可以抑制噪声。实验结果表明,相较于R-L方法,所提方法复原星斑后峰值信噪比提升了30.5%,质心定位精度提高了33.4%。
成像系统 运动模糊 星斑复原 生成对抗网络 流估计 
光学学报
2020, 40(13): 1311002
许子颖 1,2,3,*董峰 1,3傅雨田 1,3
作者单位
摘要
1 中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院红外探测与成像技术重点实验室, 上海 200083
铂电阻因其高精度、高稳定性、可重复性以及可互换性的特点, 作为温度传感器在工业领域以及航天领域被广泛应用。针对铂电阻的非线性特性, 提出了一种基于压控电流源的铂电阻测温非线性校正设计方法。利用测量系统的输出值微调铂电阻的激励电流的方法, 抵消非线性误差, 提高输出信号的线性度, 具有参数计算简单、电路实现方便的优点。该方法应用于某在轨辐射定标系统, 进行了相应的电路设计, 采集了实际实验数据。实测数据表明, 采用该方法能在-40~70℃的范围内将由铂电阻温度传感器非线性产生的测量误差改善为约0.016℃, 提高了温度测量精度。
铂电阻 温度测量 非线性校正 电流源 在轨辐射定标 platinum resistance temperature measurement nonlinearity correction current source onboard radiometric calibration 
半导体光电
2020, 41(2): 223
王奇 1,2,3傅雨田 1,2,*
作者单位
摘要
1 中国科学院红外探测与成像技术重点实验室, 上海 200083
2 中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
3 中国科学院大学, 北京 100049
提出一种单幅图像动态重聚焦方法,结合基于深度学习的光场合成与基于几何结构的弥散圆渲染方法,模拟出光场重聚焦效果。该方法仅输入单幅图像,首先进行深度估计,然后将深度图转换为视差,最后在不同深度确定弥散圆直径以进行像素重采样。设计两种神经网络结构,分别以光场相机的多视角子图和重聚焦图像为样本进行有监督的深度学习。在多个数据集和实际场景中的实验结果表明,本文方法在可接受的计算成本下能获得优于其他方法的视觉效果与评价指标,峰值信噪比达到了34.55,结构相似度达到了0.937。
成像系统 计算成像 光场 重聚焦 深度估计 弥散圆渲染 
光学学报
2020, 40(1): 0111021

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