作者单位
摘要
陆军工程大学石家庄校区, 河北 石家庄 050000
目前比较成熟的高光谱成像手段有卫星遥感和航空成像技术, 这两种成像方式侦察时间大致相同, 入射光方向基本一致, 因而地物的光谱曲线比较固定; 在陆基条件下, 地物的光谱曲线受成像环境的影响凸显, 因此应该对适用于陆基条件下的高光谱图像分类方法进行研究。 在陆基高光谱图像中, 对每个地物进行类型以及种类的判别有利于后续对目标的识别和处理, 不同于传统遥感图像分类, 陆基条件下的高光谱图像目标分类训练样本不仅较难获得, 并且在陆基条件下的高光谱图像中, 训练样本之间的相关性随着目标类型、 探测器参数以及成像环境等因素时刻发生变化。 基于稀疏性表示的分类方法已经被广泛应用于处理图像问题以及各种机器视觉问题。 对于陆基高光谱图像来说, 基于固定范数约束的稀疏编码策略无法适应陆基条件下高光谱成像多变的环境, 而自适应稀疏表示可以根据样本相关性自适应的调节范数约束, 相关系数可以提高图像中的破坏因素(阴影、 噪声点等)的识别精度。 通过引入正则化参数, 融合了自适应稀疏表示和相关系数, 提出了一种新的高光谱图像分类方法。 为了验证所提方法的有效性, 分别在绿色植被背景和荒漠背景中设置伪装物, 通过不同的分类方法对图像进行分类, 实验结果表明, 不管是分类精度还是分类一致性, 该方法都有明显的优势, 可以应用于陆基条件下的高光谱图像分类, 为目标分类提供了理论基础。
分类 陆基高光谱图像 伪装 自适应稀疏表示 相关系数 Classification Land-based hyperspectral image Camouflage Adaptive sparse representation Correlation coefficient 
光谱学与光谱分析
2021, 41(12): 3851
作者单位
摘要
陆军工程大学电子与光学工程系, 河北 石家庄 050000
近年来, 随着**侦察识别技术的快速发展, 用于侦察探测的**装备已经逐步实现高精度化水平, 拥有高技术侦察手段的一方往往可以对目标实施精准打击, 大大降低战争胜利的成本。 在高光谱成像方面, 目前比较成熟的有卫星遥感和高空航空成像技术, 这两种成像方式侦察时间大致相同, 入射光方向基本一致, 并且由于高光谱设备基本垂直于地面, 因而反射光方向保持不变, 地物的BRDF系数比较固定。 在陆军应用时, 侦察时间随机, 太阳的入射角度时刻变化, 而且侦察的方向任意, 高光谱在地面或者近地位置, 探测方向变化无穷, 地物在不同成像条件下的光谱曲线受到物体表面的BRDF系数影响凸显。 通过展开不同的实验, 挑选了绿地植被和三种人造伪装材料, 细致的分析了太阳高度角、 方位角和探测角对陆基条件下地物光谱的影响。 实验结果表明, 虽然四种材料的反射特性存在差异, 但在不同的太阳高度角、 探测角以及探测器与地物的方位角上呈现相似的规律。 对于太阳高度角, 当探测角一定时, 人造伪装物光谱一般随着太阳高度角的变化整条光谱曲线都发生变化, 反射比曲线呈现出平移的规律, 而绿地植被在白光波段变化不很明显, 在近红外波段的变化很明显, 随着太阳高度角的升高先升然后降低; 对于方位角而言, 四种材料随着方位角的增大, 光谱反射比一般先升高后降低, 同时后向观测时的反射比一般比前向观测时大; 对于探测角, 三种材料的光谱反射比与探测角的关系并不很大, 但三种材料均在不同的探测角度上出现了“热点”现象。 最后, 对绿地植被和迷彩伪装板的BRDF模型参数进行了分析, 得到了其在不同方向上的反射规律。
高光谱成像 反射比 陆基 伪装 Hyperspectral imaging Reflectance Land-based Camouflage 
光谱学与光谱分析
2021, 41(9): 2956
作者单位
摘要
1 陆军工程大学石家庄校区电子与光学工程系, 河北石家庄 050003
2 解放军 94019部队, 新疆和田 848000
在市场需求驱动下, 非制冷红外测辐射热计阵列在多个领域正逐步应用, 对其激光干扰的研究也被提上了日程。本文以多晶硅探测器为例, 结合非制冷微测辐射热计阵列的构造和工作原理, 分析了激光辐照作用下的温度响应;通过 10.6 .m连续激光的辐照实验, 得到了像元阵列进入不同损伤状态对应的激光功率范围, 分析了激光损伤的热效应机制, 指出干扰面积大于光斑面积是由于热量的“倒灌”;将战场上激光传输的影响简单等效为斩波调制, 研究了调制频率和占空比对激光干扰效果的影响。经分析得出, 在调制频率 100~500 Hz、占空比 0.1~0.5的范围内, 连续激光对非制冷微测辐射热计在传输等效调制频率较低、占空比较大的条件下能得到更好的干扰效果。
非制冷微测辐射热计 激光损伤 功率密度 损伤等级 多晶硅 uncooled microbolometer, laser damage, power densi 
红外技术
2021, 43(1): 1
作者单位
摘要
陆军工程大学石家庄校区 电子与光学工程系,石家庄 050003
为了研究非制冷微测辐射热计的激光损伤阈值,根据非制冷微测辐射热计的构造和成像原理,分析了像元温度响应机制,推导出了零偏置下和单次偏置时间内像元受到激光辐照的温度增量计算公式;建立了激光辐照非制冷微测辐射热计的有限元分析模型,结合实际工作条件加载热源载荷进行仿真,模拟了激光造成软损伤的过程。结果表明,激光软损伤阈值可按照零偏置条件下像元温度响应的公式近似计算,其对应的温度偏差不大于3%。该研究为激光压制干扰红外成像系统的损伤阈值计算提供了参考。
光学器件 损伤阈值 有限元仿真 温度响应 optical devices damage threshold finite element simulation temperature response 
激光技术
2020, 44(4): 411
作者单位
摘要
1 陆军工程大学石家庄校区 电子与光学工程系, 石家庄 050003
2 酒泉卫星发射中心, 酒泉732750
3 解放军31648部队, 崇左 532200
为了研究雪崩光电二极管(APD)对大气传输后的激光进行探测时, 所受大气湍流效应及APD噪声的影响, 分析了激光在湍流大气中传输、APD对激光探测两个过程, 结合APD的探测原理, 建立了指数威布尔-高斯双重随机过程模型。通过实验测量了不同信噪比、不同大气湍流下APD输出电流的概率密度, 对探测距离不同、接收口径不同的情况进行了仿真。结果表明, 接收信噪比为2,5,10时, 光强分布方差分别为0.5354,0.3565,0.2781, 偏移量分别为0.05,0.0109,0.0029; 大气折射率结构常数为2.5×10-15,3×10-14,4.9×10-14时, 方差分别为0.1198,0.2781,0.4035, 偏移量分别为0.0002,0.0029,0.0039; 双重随机过程模型可准确描述经过大气传输的激光被APD探测的过程; 探测器口径的变化对APD输出电流的概率密度影响不大, 而接收信噪比、探测距离、大气折射率结构常数的增大会使APD输出电流平均值较信号电流产生较大偏移、且离散程度加剧。该模型的建立对激光探测技术研究具有一定的参考价值。
探测器 大气湍流 双重随机过程 雪崩光电二极管 概率密度分布 噪声 detector atmospheric turbulence dual stochastic process avalanche photodiode probability density distribution noise 
激光技术
2019, 43(4): 471
作者单位
摘要
1 陆军工程大学(石家庄校区) 电子与光学工程系, 石家庄 050003
2 酒泉卫星发射中心, 甘肃 酒泉 732750
3 解放军31648部队, 广西 崇左 532200
针对恒虚警工作方式下, 噪声、信号及倍增因子之间相互作用的问题, 分析了倍增因子、背景辐射对APD探测系统性能的影响以及恒虚警补偿方式的工作原理, 建立了恒虚警下背景辐射与倍增因子的关系模型。通过求取有、无背景光时系统可探测到的最小信号功率, 建立了APD性能的评估模型, 设计实验对模型进行了验证, 利用该模型分析了不同噪声对APD探测性能的影响。结果表明, 随着背景光增强, 其对APD的性能影响逐渐增大, 且增大速率逐渐减缓; 暗电流噪声较小时, 背景光对APD作用较为明显, 随着暗电流噪声的增大, 背景光对系统影响迅速减小, 最终趋于平稳; 背景光对APD的影响随热噪声、放大电路噪声的增大而均匀增大。
背景辐射 雪崩光电二极管 恒虚警率 探测能力 评估方法 background radiation avalanche photodiode constant false alarm probability detection capability evaluation method 
半导体光电
2018, 39(6): 863
作者单位
摘要
陆军工程大学石家庄校区 电子与光学工程系, 石家庄 050003
为了研究噪声对雪崩二极管(APD)探测能力的影响, 采用高光谱图像计算辐射功率的方法, 对APD探测系统的各类噪声的成因及特点进行了分析, 在此基础上归纳了影响系统探测能力的因素, 并对白天状态下背景光功率与信噪比关系、倍增因子与温度关系进行了仿真, 利用高光谱图像的光谱曲线计算背景辐射经大气湍流、大气分子和气溶胶影响后的功率, 进而得到经大气传输后的背景辐射与APD噪声关系。结果表明,偏置电压为340V、背景光由0.07mW增强到0.35mW时, 噪声有效值由108mW增强到150mW, 表明同一偏压下, APD噪声有效值会随着自然背景光功率的增强而增强; 背景光为0.35mW、偏置电压由320V增强到340V时, 噪声有效值由23mW增强到150mW, 表明同一背景光下, 噪声有效值会随偏置电压升高而升高, 且增长速率逐渐加快。此研究表明通过高光谱图像可得到特定区域的背景辐射功率, 并明确了背景辐射对APD噪声特性造成的影响。
探测器 噪声特性 高光谱 雪崩光电二极管 背景辐射 detector noise characteristic hyperspctral avalanche photodiode background radiation 
激光技术
2018, 42(6): 862
作者单位
摘要
1 陆军工程大学石家庄校区 电子与光学工程系, 石家庄 050003
2 酒泉卫星发射中心, 甘肃 酒泉 732750
3 解放军31648部队, 广西 崇左 532200
针对恒虚警下雪崩光电二极管输出信号、噪声与倍增因子相互影响的问题, 分析了雪崩光电二极管自身噪声、背景辐射对其探测性能的影响及恒虚警补偿方式的原理, 建立了背景辐射与恒虚警下倍增因子的关系模型.对模型进行了实验验证, 并通过仿真分析了不同虚警概率、阈值电流、噪声电流下背景辐射与倍增因子的关系.结果表明:倍增因子会随背景辐射的增大而减小, 且减小速率逐渐减缓; 当背景辐射不变时, 虚警概率或阈值电流的增大都会使倍增因子增大; 热噪声与放大器噪声有效值之和对倍增因子影响较大, 而暗电流对倍增因子的影响较小.
光电子 探测器 雪崩光电二极管 背景辐射 恒虚警概率 探测能力 雪崩增益 Optoelectronics Detectors Avalanche photodiode Background radiation Constant false alarm probability Detectivity Avalanche gain 
光子学报
2018, 47(10): 1004003

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