为提高光电系统对弱小目标的识别和分类能力，降低算法对硬件平台和数据的依赖，提出一种无监督分类方法−基于目标深度特征聚类的细粒度分类方法。该方法通过轮廓、颜色、对比度等浅层特征提取提示目标，经超分辨处理后，利用卷积神经网络对目标的深层特征进行编码，进一步采用基于注意机制的主成分分析方法进行降维生成表征矩阵，最后利用聚类的方式实现目标细粒度分类。实验验证了基于不同神经网络的深度聚类方法在不同数据集上的分类性能，其中采用ResNet-34聚类方法在CIFAR-10测试集上细粒度分类性能达92.71%，结果表明，基于深度聚类的目标细粒度方法能够取得与强监督学习方法相当的目标分类效果。此外，还可以根据不同簇数和聚类等级的选择实现不同细粒度的分类效果。
通过短波红外探测器灵敏度、目标和环境探测输出信噪比、对比度等分析，计算给出不同大气能见度、环境照度条件下，短波红外热像对外界景物和激光光斑的探测距离，并对理论分析进行试验验证。结果表明，在大气能见度1 km~3 km、环境照度1 lx~1 000 lx、阈值信噪比2.25~10、阈值对比度0.01~0.02的条件下，短波红外热像对激光光斑探测距离为0 km~3.5 km。
短波红外 激光光斑 探测能力 shortwave infrared laser spot detecting ability
1 西安应用光学研究所, 陕西西安 710065
2 海军装备研究院航空装备论证研究所, 上海 200436
为了评估大气湍流效应对激光照射器照射精度的影响, 理论分析和数值计算了由于大气湍流引入的激光照射误差随着照射距离、大气湍流强度、激光光束半径的变化关系。结果表明: 随着照射距离和湍流强度的增加, 以及激光光束半径的减小, 大气湍流引起的激光照射误差增大, 大气湍流对现有机载光电稳瞄系统照射精度影响为10 μrad~30 μrad。
大气湍流 照射精度 照射距离 atmospheric turbulence designation accuracy designation range
为了评估孔径平均效应对空间激光通信系统性能的影响，理论分析和数值计算了激光通信系统中传输链路的统计特性，包括闪烁指数、衰落概率、衰落次数和平均衰落时间。结果表明：随着接收天线孔径的增加，传输链路的闪烁指数降低、衰落概率减小、衰落次数减少、平均衰落时间缩短，孔径平均效应使得通信系统性能得到提升。由于强湍流条件下湍流尺寸小，因此孔径平均效应明显。
激光通信 孔径平均效应 闪烁指数 衰落概率 衰落次数 衰落时间 laser communication aperture averaging scintillation index probability of fade number of fade fade time
1 陆航研究所，北京 101121
2 西安应用光学研究所，陕西 西安 710065
为了评估大气湍流对机载激光通信系统的影响，理论分析和数值计算了机载激光通信链路中传输光场的二阶特性，包括接收光斑尺寸、光斑偏移量、光束相干半径、光束到达角起伏。计算结果表明：大气湍流对空间激光通信系统的影响主要在低空对流层，并随着机载平台高度的增加而降低。由于受到低空大折射率结构常数的影响，上行链路的接收光斑尺寸、光斑漂移量比下行链路大。下行链路光束到达角抖动比上行链路大，其值为若干μrad。提出的模型及计算结果，可以为机载激光通信系统设计及性能评估提供参考。
激光通信 大气湍流 相干半径 光斑尺寸 到达角起伏 二阶特性 laser communication atmosphere turbulence coherence radius beam diameter angle of arrival second-order statistics
1 中国科学院 研究生院, 北京 100039
2 中国科学院 西安光学精密机械研究所, 瞬态光学与光子技术国家重点实验室, 西安 710119
为了评估大气湍流、通信平台振动和校装误差等因素引起的光斑偏移现象对空间激光通信系统通信性能的影响, 理论计算和实验测量了空间激光通信系统中APD光电转换后的电信号幅值随会聚信号光斑和光电探测器光敏面之间的横向位移、以及探测平面和透镜焦平面之间的离焦量的变化关系, 同时给出了系统误码率、信噪比、抖动与相偏移量之间的实测曲线。结果表明, 空间激光通信系统性能随横向位移以及离焦量的增加而急剧恶化, 且横向位移的影响远大于前后离焦的影响。在实验参数条件下, 当系统误码率从10－10变化到10－5时, 允许系统横向位移和离焦量分别为0.03和1 mm。
激光通信 光束偏移 误码率 信噪比 laser communication beam misalignment Bit Error Rate (BER) Signal-to-Noise Ratio
西北工业大学理学院,光信息科学与技术研究所,西安,710072
提出一种基于像素置乱技术的多重双随机相位加密法,对该加密法中像素置乱操作的原理进行了阐述,并且提出在光学上实现像素置乱操作和解置乱操作的途径.在计算机上模拟实现了该加密法,并且得到很好的加密解密结果.仿真结果证实仅用部分加密图像来解密也能够得到原图像,并且得到随着待解密的加密图像像素的增加,解密图像的信号能量、噪声以及信噪比的变化曲线.最后分析比较了该加密法与双随机相位加密法,得到该加密法与双随机相位加密法相比具有更高的保密性,而且解密图像的信噪比也不会因为引入像素置乱操作而降低.
图像加密 像素置乱 双随机相位加密 密钥 Image encryption Pixel scrambling Double random phase encryption Secret key
西北工业大学理学院光信息科学与技术研究所,陕西 西安 710072
在分析数字全息系统的最小分辨距离和再现像平面上的采样间隔的基础上,提出了一种在用菲涅耳变换法再现数字全息图时,能清楚显示再现像细节的简单方法,这种方法能有效地提高再现场的显示分辨率。通过给由CCD记录的数字全息图补零,可使再现像平面上采样间隔减小,使再现像具有更多的像素,得到保留了更多记录信息的高质量再现像。用同样的方法,也可以矫正由于CCD靶面尺寸在水平和竖直方向上的不一致造成再现像的视觉畸变。实验结果表明此方法有很好的效果。
全息 分辨率 再现像 采样间隔 菲涅耳变换法再现
