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
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 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
北方民族大学数学与信息科学学院, 宁夏 银川 750021
针对现有在线学习跟踪算法中目标在线模型更新错误导致跟踪漂移的问题, 提出一种在线模型自适应更新的目标跟踪算法: 首先利用压缩感知技术的高效性, 对多尺度图像特征进行降维, 并提取多尺度样本来实现目标尺度自适应更新, 再由提取的正负样本低维图像特征训练朴素贝叶斯分类器, 利用分类器输出置信度最大处目标样本完成目标跟踪, 并依据当前目标置信度来自适应在线模型更新速率, 减少了遮挡带来的目标错误更新。实验表明: 该方法在尺度变化、局部和全局遮挡、光照变化等情况下均能完成鲁棒跟踪, 平均跟踪成功率较原始压缩感知跟踪算法提高了 20.3%。
目标跟踪 在线学习 压缩感知 object tracking online learning compressive sensing
北方民族大学信息与计算科学学院 信息与系统科学研究所, 宁夏 银川 750021
针对多模态医学影像的成像原理，为了弥补各个模态的医学图像的不足，提出了一种基于非下采样Contourlet变换的医学图像融合算法。首先对源图像进行非下采样Contourlet分解，分别得到低频子带系数和高频子带系数，然后对低频子带系数采用区域能量加权的融合规则，高频子带系数则选取区域标准差比例加权作为融合规则，最后进行非下采样Contourlet逆变换，得到融合图像。通过实验对比表明，该算法明显优于小波(Wavelet)、Contourlet、Wavelet+CS(CS为压缩感知)算法，具有更好的融合性能，清晰度更高，是一种可行、有效的图像融合方法。
图像处理 医学图像融合 非下采样Contourlet变换 标准差 区域能量 激光与光电子学进展
2013, 50(11): 111002
1 合肥工业大学 仪器科学与光电工程学院，安徽 合肥 230009
2 中国科学院 遥感应用研究所，北京 100101
研究了气溶胶粒子的光热敏效应和热感应光致折射率变化， 提出了通过增加光热作用区个数来提高探测灵敏度及用低相干干涉法降低成本的方法。建立了光热低相干干涉法测量大气气溶胶吸收系数的数学模型，分析了干涉仪正交状态测量和干涉条纹细分探测两种方式下的探测灵敏度，讨论了低相干偏振干涉情况下的探测限。结果显示，在典型条纹细分情况下理论探测灵敏度可达1×10-6 m-1; 增加光热作用区m个，探测灵敏度理论值可提高m倍。理论和方法研究证明光热低相干干涉法具有可直接测量大气气溶胶吸收系数、在线原位、低成本，易于进行温度修正等优点。
气溶胶 气溶胶吸收测量 光热敏效应 光致折射 光热低相干干涉 aerosol aerosol absorption measurement photothermal effect thermal induced photorefraction photothermal interferometry
1 合肥工业大学仪器科学与光电工程学院, 安徽 合肥 230009
2 南京大学大气科学学院, 江苏 南京 210093
差分法(extinction minus scattering)是气溶胶吸收系数的常用测量方法之一。针对气候变化对气溶胶吸 收系数的敏感性要求,理论分析了基于光腔衰荡光谱测量消光系数、散射系数的不确定度,推导了气溶胶吸 收系数的不确定公式,并讨论了不同气溶胶单次散射联合反照率下气溶胶吸收系数的不确定度值,为研究 大气气溶胶吸收对气溶胶辐射强迫以及气候强迫的影响提供参考。
光腔衰荡光谱 气溶胶吸收系数 不确定度 cavity ring down spectroscopy aerosols absorption coefficient uncertainty
合肥工业大学仪器科学与光电工程学院, 安徽 合肥 230009
气溶胶辐射强迫效应的正负在很大程度上取决于其复折射指数虚部的大小。运用干涉光谱和Mie散射理论,分别在相同粒径粒子和不同粒径粒子两种情况下, 推导出了干涉光谱和气溶胶复折射指数之间的关系式,初步建立了干涉光谱方法测量气溶胶复折射指数的理论模型,并对探测限进行了讨论。研究表明: 干涉光谱方法测量气溶胶的复折射指数在理论上是可行的。
气溶胶 复折射指数 干涉光谱 aerosols complex refractive index interferometric spectrometer
