为了有效地克服单波段前视红外图像中存在的点状杂波、 条状波浪以及局部高亮区域等随机杂乱背景的影响, 开展了基于多波段前视红外图像融合的海面杂乱背景平滑方法的研究。 充分利用多波段前视红外图像之间的互补性和差异性, 通过融合多波段红外图像的信息, 旨在平滑抑制海面杂乱背景并保持舰船目标的特征信息, 为舰船目标检测提供一幅优质的图像。 首先利用离散小波变换将多波段源图像分解为低频子带和高频子带, 其中, 高频子带主要包含了图像中背景以及舰船目标的细节信息, 低频子带主要包含了图像的亮度以及对比度信息; 对于高频子带, 在基于高频系数取绝对值最大法得到高频融合图像后, 计算每个像素的区域能量来对高频融合图像进行调制以抑制图像背景的细节信息而保留舰船目标的细节信息; 对于低频子带, 通过平均法融合低频子带并利用导向滤波对低频融合图像进行平滑滤波处理; 最后对高频融合图像和低频融合图像进行小波逆变换得到的重构图像即为融合图像。 对实际采集的多波段前视红外图像进行仿真实验, 将该方法与双边滤波、 导向滤波、 梯度最小化、 相对全变分、 双边纹理滤波和滚动滤波共6种图像平滑滤波方法进行对比。 结果表明: 所提出的方法通过有效地融合多波段图像的信息, 将空间域的平滑处理转换到频率域中进行, 能够很好地平滑海面随机杂乱背景并较好地保持舰船目标的结构、 灰度以及对比度信息, 大大增强了舰船目标的可分离性, 其图像平滑性能优于作为对比的6种方法。

利用电沉积法制备磁屏蔽薄膜，不仅可以精确控制沉积膜的化学成分和厚度，而且可以在复杂几何形状的表面上形成薄膜。通过电沉积装置制备了铁镍-铜-铁镍多层复合磁屏蔽薄膜，并探究了磁场强度、厚度、高温环境对磁屏蔽薄膜屏蔽效能的影响。实验结果表明，50 μm和100 μm样品的屏蔽效能随磁场强度的增大而增大，200 μm的屏蔽效能则是先增大后降低；在4~16 Oe磁场中，厚度越大，薄膜屏蔽效果越好；100 ℃的温度会降低所有厚度的磁屏蔽薄膜的屏蔽效能。

红外成像系统作为探测舰船目标的一种重要方式, 在**侦察中起着至关重要的作用, 面对复杂背景、 恶劣天气环境等情况时, 目标与背景局部对比度较低导致红外系统的探测准确率、 查全率等性能指标受到严重影响, 针对上述问题, 开展了基于红外偏振图像的舰船目标检测方法研究。 通过8~12 μm长波波段红外偏振图像采集系统实际采集86组4个偏振方向(0°, 45°, 90°, 135°)的红外偏振图像, 样本中舰船目标309个。 对同场景下不同偏振方向的红外偏振图像及红外强度/偏振度图像的目标与背景局部对比度计算, 发现海面与舰船目标偏振特征差异能够有效提高目标与背景局部对比度。 在前视红外图像中, 舰船目标通常位于海天线附近或下方, 但复杂背景及天气等因素干扰对红外图像中检测海天线影响较大, 为此提出红外偏振图像海天线检测方法, 对红外偏振图像直方图进行高斯滤波消除局部极值, 依据海面与背景的偏振特征差异, 利用双峰法阈值分割检测海天线, 最后利用霍夫变换检测海天线, 分割出海面作为目标候选区域。 针对红外偏振图像受到海杂波严重干扰的问题, 提出海杂波背景抑制算法, 采取背景抑制, 距离加权方法抑制偏振图像中杂乱的海杂波背景。 最后, 利用MSER算法检测舰船目标, 根据舰船目标特性约束条件剔除非目标区域。 对86组红外偏振图像进行舰船目标检测实验, 所提出的方法能够有效克服复杂背景和海杂波等因素的干扰准确检测海天线, 通过海杂波背景抑制及舰船特征约束的方法消除海杂波及海岸对舰船检测所带来的干扰, 检测准确率、 查全率分别为93.2%和95.7%, 优于红外舰船目标检测方法, 特别在红外图像对比度低的场景下检测效果提升明显, 检测准确率、 查全率分别提高了46.5%和16.4%。 表明充分考虑红外偏振图像中舰船目标与背景的偏振特征差异能够有效提高目标与背景的局部对比度, 有利于准确检测海天线, 提高舰船检测准确率和查全率, 对复杂背景及恶劣天气有较强的适应性, 在**应用中具有极大应用价值, 对红外波段舰船目标检测技术的发展有着极为重要的意义。

针对海天场景复杂干扰情况下多尺度检测红外偏振图像中舰船目标困难的问题, 本文提出一种基于引导滤波和自适应尺度局部对比度的舰船目标检测方法。首先将强度信息作为引导信息对红外偏振图像利用引导滤波, 得到目标背景对比度、局部信噪比更高的融合图像; 然后基于融合图像显著的海天线垂直梯度特征, 提出一种检测海天线方法, 再对融合图像进行海天线加权抑制海杂波干扰; 最后基于单尺度局部对比度算法与舰船目标比例特征, 提出自适应尺度局部对比度方法, 当尺度与目标匹配时响应最大, 通过不同尺度对目标的响应结果确定最大尺度, 得到舰船目标检测结果。实验结果表明, 引导滤波融合方法的提高图像的目标背景对比度和局部信杂比, 与典型检测方法对比, 本文方法能够有效抑制干扰并能够检测海天场景不同尺度舰船目标, 具有较高的鲁棒性和准确性, 检测率、虚警率分别为95.0%, 3.5%, 为红外偏振图像目标检测提供了新的方法。

针对低对比度、岸岛背景、前景遮挡等复杂背景下前视红外图像在检测识别海面弱小目标困难的问题,提出一种基于红外偏振图像的海面弱小目标增强方法。开发了一种符合人视觉系统感知色彩的改进色调-饱和度-强度(HSI)颜色空间融合算法,融合海面图像中的红外偏振度信息与红外强度信息;设计一种基于红外偏振图像的海面区域分割方法,分割海面区域,并将其作为候选目标增强区域;利用上下文显著性算法计算海面HSI颜色空间融合图像的显著性,根据显著图修正海面HSI颜色空间融合图像,得到目标增强图像。采用目标与背景对比度和局部信噪比评价融合图像增强效果。结果表明,与现有方法相比,所提方法在不同场景下能增强目标并抑制背景干扰,评价指标高于现有方法,能够为海面舰船目标检测与识别提供支持。

现有的基于单个红外宽波段的海面舰船目标探测系统在面对复杂海天背景、 岛岸背景、 恶劣天气、 亮带干扰或诱饵弹干扰等情况时, 系统的探测率、 虚警率、 探测距离等性能指标均会受到严重的影响; 为此, 开展了基于多波段红外图像的海面舰船目标检测方法的研究。 通过中波红外多波段数据采集系统实际采集107组五个中波红外波段的图像; 波段1—5分别为3.7～4.8, 3.7～4.1, 4.4～4.8, 3.7～3.9和4.65～4.75 μm; 对多波段图像进行手动标注构建样本数据集, 其中, 正样本舰船目标298个, 负样本非舰船目标353个。 对于多波段红外图像, 首先进行PCA降维并采用选择性搜索算法生成初始目标候选区域; 针对候选区域中存在大量明显的非舰船目标区域的问题, 利用积分图像计算候选区域的局部对比度, 依据红外舰船目标的几何和灰度特征从初始目标候选区域中筛选出舰船目标可能性大的区域作为舰船目标候选区域。 然后对舰船目标候选区域进行拓展以融入局部上下文信息, 对于候选区域对应的5波段红外图像, 分别提取每个波段图像的稠密SIFT特征, 并将128维SIFT特征向量降为64维, 融入SIFT特征的空间和波段位置分布信息得到新的特征向量, 基于高斯混合模型对候选区域的特征向量集合进行编码融合得到舰船目标候选区域的费舍尔向量表示, 最后利用线性SVM分类器识别出舰船目标。 对多波段图像进行舰船目标候选区域生成实验, 所提出的基于红外舰船目标的几何和灰度特征的约束方法可以有效地克服选择性搜索算法的不足, 从初始目标候选区域中快速定位出舰船目标候选区域, 对25组多波段图像进行实验, 舰船目标候选区域生成的整体耗时为0.353 s, 定位舰船目标区域耗时0.005 s。 对100个正负样本进行目标识别测试, 所提出的目标识别算法融合了目标的多波段图像特征信息, 通过引入费舍尔向量挖掘了多波段图像梯度统计特征的深层次信息, 算法的识别率达到了0.97, 显著高于单波段红外图像的目标识别率。 对25组多波段图像进行舰船目标检测实验, 所提出的舰船目标检测方法能够在海天背景、 岛岸背景以及亮带干扰等不同场景下完成海面舰船目标的检测工作, 舰船目标定位准确, 舰船目标召回率达到了0.95, 每组多波段图像的平均检测耗时为1.33 s。 研究结果表明, 充分考虑海面舰船目标在红外图像中与局部海洋背景的辐射差异以及有效地融合舰船目标在多个红外波段图像中的辐射特征, 可以增强舰船目标的可分性, 提高舰船目标的识别率以及检测率, 为基于多波段红外图像的海面舰船目标检测提供了新的技术支持。

近年来,基于深度学习的单幅图像超分辨率方法已经取得了显著成就。但这些方法仅研究图像空域,忽略了图像频域中高频信息的重要性,从而导致生成的图像相对平滑。利用小波变换能够提取图像细节的特性,因此提出一种结合小波变换与深度网络的单幅图像超分辨率方法。首先,利用小波变换将图像分解为低频子图和三个方向上的高频子图,将低分辨率图像与高频子图作为深度网络的输入。其次,对已有的深度网络进行改进,简化网络结构,减少卷积层数量以减少网络负担,修改网络通道。最后,进行小波逆变换,得到超分辨率图像。在开放测试数据集上进行测试,并将本文方法与其他方法进行比较。实验结果表明,本文方法在主观视觉效果与客观评价指标上均表现良好。

为了合理评估磁屏蔽体对低频磁场的屏蔽效果，设计了一种磁屏蔽体并提出一种屏蔽方案，计算静磁场与交变磁场共同影响下，其屏蔽装置对其屏蔽性能的影响，并通过实验来论证该屏蔽体和设计方案在实践中的应用可行性。实验结果表明，设计的电磁屏蔽室，室内静磁场 B≤200 nT，50 Hz交流磁场干扰 <0.10 μT; 大于 100 kHz交流磁场屏蔽系数 S≥1 000; 满足磁传感器系统等相关仪器的实用要求，为实践屏蔽室屏效验收提供理论依据。