兰州理工大学计算机与通信学院, 甘肃 兰州 730050
壁画图像具有结构细节丰富,纹理复杂、色彩多变的特点,而基于卷积神经网络的图像超分辨率算法重建的壁画图像存在纹理模糊和边缘锯齿效应的问题。因此,提出了一种基于多尺度残差注意力网络的壁画图像超分辨率重建算法。首先,通过多尺度映射单元,用不同尺度的卷积核直接对低分辨率壁画图像进行特征提取;然后,将融合后的特征图输入残差通道注意力块,使网络从全局信息出发对各个特征图进行权值优化,增强网络模型的深度映射能力;最后,在网络末端引入亚像素卷积层,重新排列像素,得到重建的高分辨率壁画图像。实验结果表明,本算法可以减小重建误差,增强重建壁画图像的边缘及结构信息,使重建的壁画图像纹理细节更丰富。
超分辨率 壁画图像 残差网络 注意力机制 多尺度特征 激光与光电子学进展
2020, 57(16): 161012
1 吉林东光精密机械厂, 吉林 长春 130021
2 长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
3 陆军装甲兵军事代表局驻长春地区军事代表室, 吉林 长春 130023
零位走动量是衡量瞄具稳定性的重要指标之一。由于普通瞄具对零位走动量要求较低,在测量其零位走动量时往往忽略了瞄具的重复装卡误差对零位走动量的影响,但在高精度瞄具的零位走动量的测量中,重复装卡误差是不能忽略的。基于自准直仪原理,设计了一套自动消除重复装卡误差的装置。该装置由半反半透镜的自动贴合装置及光电自准直仪组成。以压力传感器配合压电陶瓷(PZT)微位移器件形成一个微动微调闭环反馈系统,实现对半反半透镜姿态的实时调整,确保半反半透镜与瞄具物镜的端面完全贴合。经实验验证,该装置在5°测量范围内可达到2″的测量精度,足以满足对高精瞄具零位重复装卡误差的测量要求。
测量 重复装卡误差 零位走动量 自准直仪 白光瞄具 激光与光电子学进展
2019, 56(2): 021201
1 吉林东光精密机械厂, 吉林 长春 130103
2 中国人民解放军陆军装甲兵军事代表局驻长春地区军事代表室, 吉林 长春 130033
为提高航空相机识别目标能力,设计了一种应用于全景式航空侦查相机的可见光/红外双视场成像光学系统,可见光光学系统焦距为200 mm/400 mm,相对孔径为1∶8.8,视场角为9.4°×7°/4.7°×3.5°。红外光学系统焦距为117 mm/234 mm,相对孔径为1∶4,视场角为9.4°×7.5°/4.7°×3.76°。该光学系统利用物像交换原则采用轴向移动变倍方式,设计结果表明,光学系统成像质量接近衍射极限,可以满足实际使用需求。
双波段 双视场 航空相机 光学设计 dual-band dual-field-of-view aerial camera optical design
1 吉林东光精密机械厂, 吉林 长春 130103
2 中国人民解放军陆军装甲兵军事代表局驻长春地区军事代表室, 吉林 长春 130033
为提高航空侦查识别目标能力以及满足部队全天候作战需要, 设计了一种应用于全景航空侦查相机的可见光/红外双视场成像光学系统。可见光光学系统焦距为165 mm/660 mm, 相对孔径为1: 8.8, 视场角为9.1°×6.8°/2.3°×1.7°; 红外光学系统焦距为75 mm/300 mm, 相对孔径为1: 4, 视场角为8.3°×6.2°/2.1°×1.6°。采用有限焦距光学系统前面加一个望远系统的方法实现变倍, 根据红外器件及可见光器件的像元尺寸计算出红外系统及可见光系统的奈奎斯特频率分别为33 lp/mm和91 lp/mm。在33 lp/mm处, 红外光学系统大、小视场的MTF值分别为为 0.35和0.37, 在91 lp/mm处, 可见光光学系统大、小视场MTF值分别为 0.41和0.4, 成像质量接近衍射极限, 表明光学系统成像质量良好, 满足实际工程使用要求。
可见光/红外 双视场系统 航空相机 光学设计 visible/infrared dual-FOV system aerial camera optical design
1 长春理工大学，长春 130022
2 吉林东光精密机械厂，长春 130022
根据航空相机调焦准确度要求及CCD相机成像特点，提出了一种基于图像处理技术的航空相机自动调焦系统.该系统基于自制分辨率靶标，图像清晰度函数及优化的爬山算法，利用自准直离焦补偿法实现由温度、大气压力引起航空相机离焦量的校正；通过引入飞机高度数据进行离焦量计算，并通过自准直调焦技术实现离焦校正.对本系统进行了自动调焦测试实验，结果表明，该系统对相机的离焦校正误差小于相机的1/2焦深,能够满足航空相机快速、高准确度调焦要求.
分辨率靶标 爬山算法 自动调焦 离焦校正 仿真实验 The resolution target Hill-climbing algorithm Automatic focus Focus error correction The simulation results 光子学报
2016, 45(10): 1022002
1 长春理工大学生命科学技术学院, 长春 130022
2 长春理工大学光电工程学院, 长春 130022
3 吉林东光精密机械厂, 长春 130022
根据射手夜间瞄准射击时实际夜天光环境下景物反射的光照度值, 计算出进入微光瞄准镜入瞳处的光照度值, 以此照度值设计了双积分球照明模式的无限远微光瞄具目标模拟发生装置.根据积分球原理在双积分球之间设置有可变光阑, 根据检测系统要求为微光夜视仪提供了四档可切换的微光照度环境.为保证在实验检测过程中待测瞄具能接收到光源出射的最大光照度, 分析了待测瞄具距离平行光管的实际安装位置, 得出影响待测瞄具入瞳处光照度值的三个关键因素为大小积分球之间可变光阑的口径、平行光管的视场及被测瞄具距离平行光管物镜的安装位置.最后, 对积分球出射窗口处光照度, 以及经过无限远目标模拟发生装置后出射的光照度值进行分析计算与实验测量, 结果表明光照度不均匀度<2%, 满足应用要求.
成像光学 微光夜视仪 积分球 可变光阑 平行光管 光应力 光照度 均匀性 Imaging optics Low-light-level night vision system Integrating sphere Variable diaphragm Collimator Light stress Illumination Uniformity
南京农业大学 江苏省信息农业高技术研究重点实验室,江苏 南京 210095
氮素是作物生长发育和产量品质形成所必需的营养元素。实时、快速、无损、准确地监测作物氮素状况,对于诊断作物生长特征、指导合理施氮、提高氮肥利用效率、降低因过量施氮引起的农业面源环境污染等具有重要意义。解析了作物氮素营养无损监测的光谱学和生理生态学机理,研究了作物氮素光谱信息获取的原理和方法,设计并研制出便携式作物氮素无损监测光谱仪,并基于水稻田间试验数据对仪器进行了测试。结果表明,所研制的作物氮素无损监测光谱仪性能良好,能够适应田间的复杂环境和监测要求。
光学器件 光谱仪 氮素 无损测量 传感器 评价
1 中国科学院西安光学精密机械研究所,西安,710068
2 中国科学院研究生院,北京,100039
介绍了新型高速视频图像记录判读系统的特点、组成和功能,并采用了一种改进的自动判读方法.该系统利用集成在高速CMOS摄像机上的存储器记录数字视频序列图像,并利用高速接口下载到计算机移动硬盘或可读写光盘上,以供事后使用判读软件对记录的图像进行分析处理.运用数学形态学图像处理方法滤除二值图像的噪声,较好地实现了清晰提取目标边界的目的.针对自动判读与半自动判读的不同要求,采用不同的细分技术.在现有分辨率的情况下,达到对目标边缘亚像元级定位的目的,显著提高测量准确度.对其他类似系统的研制有一定的借鉴作用.
视频图像 存储 判读 亚像元 数学形态学
中国科学院西安光学精密机械研究所,西安,710068
提出了一种数字信号对腔倒空式激光脉冲的调制方法.具有腔倒空装置的激光脉冲在腔内放大,当增益开始衰减时,由电光晶体改变激光的偏振方向将激光脉冲从谐振腔中倒出;再由1kHz的脉冲信号向计算机发出定时中断请求,中断过程中用数字信号调制脉冲倒出的触发电平,从而调制激光脉冲.用该方法实现了对钛宝石飞秒激光再生放大器的调制,成功地在熔融石英玻璃内写入了二进制数据.
激光脉冲 定时中断 调制
