1 中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
2 中国科学院红外探测与成像技术重点实验室, 上海 200083
3 中国科学院大学, 北京 100049
针对红外复杂背景下的弱小目标检测难题, 提出一种基于背景自适应的多特征融合的复杂背景下弱小目标的检测算法。首先, 通过对红外图像进行空域滤波去除孤立噪声点, 并利用恒虚警率分割消除大面积平稳背景, 获得疑似目标集。然后融合红外图像的背景信息、弱小运动目标的灰度特征、目标与周围像素的方向梯度特征等多个典型特征, 消除疑似目标集中的大部分假目标, 最后运用运动特征获取真实目标的轨迹, 最终实现复杂背景下的红外弱小目标的检测。实验表明: 该算法能实现复杂背景下低信噪比的红外弱小目标快速检测, 具有检测概率高, 算法速度快, 鲁棒性好的特点。
弱小目标检测 多特征融合 背景自适应 红外图像 dim and small target detection multi-feature fusion background adaptive infrared image 红外与激光工程
2019, 48(3): 0326002
1 中国科学院上海技术物理研究所,中国科学院红外探测与成像技术重点实验室, 上海 200083
2 中国科学院大学, 北京 100049
介绍了一种以月球为在轨定标参考源的对静止轨道卫星辐射计可见光通道进行辐射定标的方法。以风云二号E星为研究范例,搜集选取地球圆盘业务图中出现的月球图像,以月球圆盘积分辐照度为考察对象,进行图像过采样修正、日月距离修正、星月距离修正和月相角修正等归一化数据处理,以序列的时间变化率评估风云二号E星辐射计可见光通道的长期响应衰减情况。结果表明,风云二号E星辐射计可见光通道的年衰减率约为2.17%,与其他定标方法的结果基本一致。借助月球定标技术能很好地实现对静止轨道卫星辐射计可见光通道的长期响应衰减的评估,为订正辐射计的辐射定标的系统性偏差提供了参考。
遥感 辐射定标 月球定标 静止轨道卫星 可见光通道 remote sensing radiometric calibration lunar calibration geostationary satellite visible channel
Author Affiliations
Abstract
1 Shanghai Institute of Technical Physics of the Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200083, China
2 Key Laboratory of Infrared System Detection and Imaging technology, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200083, China
3 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
The use of a computer-generated hologram (CGH) in interferometric testing provides new methods for highly accurate optical measurement. To fabricate a CGH, polygons are used to approximate the smooth CGH pattern. Because the data size supported by CGH writing machines is limited, the number of polygon vertices must be limited. Therefore, the CGH-encoding method determines the encoding accuracy. To realize a highly accurate optical measurement using CGHs, we propose a CGH-pattern-encoding method based on non-maxima suppression. A self-aligned CGH is designed to verify the accuracy. The experimental result shows that a highly accurate CGH can be fabricated using this method.
120.2880 Holographic interferometry 050.1970 Diffractive optics Chinese Optics Letters
2017, 15(11): 111201
中国科学院 上海技术物理研究所 中国科学院红外探测与成像技术重点试验室，上海 200083
风云二号卫星扫描辐射计为视场分光方式的R-C光学系统，视场外的杂光掠过次镜穿过主镜孔直接混入信号光路照射在焦面上，形成直射杂光。为了消除该直射杂光，使用TracePro软件对辐射计模型进行正追和倒追，都追到了直射杂光的存在，利用Zemax软件仿真找出了该直射杂光的形成机理，并计算出该直射杂光域。根据仿真和计算，设计了可以透信号光阻挡杂散光的叶片状次镜遮光罩。软件仿真表明：百叶窗式遮光罩可以彻底抑制该区域可见直射杂光，积分球实验也验证了该百叶窗式遮光罩可以降低辐射计952%的可见杂光。
杂光抑制 R-C系统 百叶窗 直射杂光 stray light suppressing R-C optical system Shutter direct stray light
Author Affiliations
Abstract
1 School of Information Engineering, Shanghai Maritime University, Shanghai 200135, China
2 Shanghai Institute of Technical Physics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200083, China
A multilayer fiber bundle is used to couple the image in a remote sensing imaging system. The object image passes through all layers of the fiber bundle in micro-scanning mode. The malposition of adjacent layers arranged in a hexagonal pattern is at sub-pixel scale. Therefore, sub-pixel processing can be applied to improve the spatial resolution. The images coupled by the adjacent layer fibers are separated, and subsequently, the intermediate image is obtained by histogram matching based on one of the separated image called base image. Finally, the intermediate and base images are processed in the frequency domain. The malposition of the adjacent layer fiber is converted to the phase difference in Fourier transform. Considering the limited sensitivity of the experimental instruments and human sight, the image is set as a band-limited signal and the interpolation function of image fusion is found. The results indicate that a super-resolution image with ultra-high spatial resolution is obtained.
传像光纤束 亚像元 超分辨率成像 100.3008 Image recognition, algorithms and filters 100.2000 Digital image processing Chinese Optics Letters
2011, 9(8): 081001
1 国家卫星气象中心 中国气象局中国遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室, 北京 100081
2 中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
总结了图像序列相位关系对超分辨率图像重建效果的影响规律, 对超分辨率图像重建引起的高斯噪声和散粒噪声的放大予以研究.通过叠加不同方差的高斯噪声的图像序列重建实验, 得到结论维纳滤波可以有效地滤除放大后的高斯噪声, 但是超分辨率图像重建后散粒噪声放大成为“波纹”形状的噪声, 传统的中值滤波法不能有效地滤除放大后的“波纹”形状噪声.根据算法处理的是图像序列的特点, 提出了基于图像序列的中值滤波法, 在滤波前通过图像序列的冗余信息判断图像序列上哪些点是受到噪声污染的, 对受到噪声污染的点予以非线性“截断”滤波, 而未受噪声污染的点则不进行滤波, 比传统的中值滤波更有效地滤掉了“波纹”形状的噪声, 而且不会带来图像平滑.
图像序列 超分辨率图像重建 散粒噪声 基于图像序列的中值滤波 sequence images super resolution image reconstruction shot noise median filter based on sequence images
中国科学院上海技术物理研究所， 上海 200083
为了使用交流永磁同步电机(PMSM)设计高精度光机扫描机构的运动控制器，作者分析了PMSM及其控制器的 数学模型，用SIMULINK对PMSM和控制器进行了建模和仿真。在此模型的指导下，作者搭建出了达到预期性能的物理实验系统。通 过电流环的仿真和实验结果对比证明，基于SIMULINK的PMSM控制器模型仿真结果真实可信，对于设计和调试PMSM运动控制器很有帮助。
PMSM建模 SIMULINK仿真 电流环 运动控制 PMSM model SIMULINK simulation current loop motion control
中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
从离散—离散的成像系统出发, 在理论上分析了图像复原与超分辨率重构的基本适用条件及提高图像分辨率的上限, 从图像处理的角度给出了基本适用条件的量化指标, 最后对理论分析结论进行了实验验证, 并对实际应用中不可避免的噪声影响进了研究, 实验结果与理论研究结论一致.
图像复原 超分辨率重构 分辨率上限 image restoration super-resolution reconstruction (SRR) resolution upper limit
1 上海交通大学 航空航天学院, 上海 200240
2 中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
为了揭示午夜太阳辐射对三轴稳定卫星光学载荷的定标黑体温度均匀性和定标精度的影响, 进行了基于贴片加热电阻外热流模拟方法的真空实验, 利用电压变化产生的加热功率模拟复杂的太阳辐照度波动。将实验获取的温度数据与仿真计算结果对照验证, 分析了太阳照射过程中黑体温度分布的规律。根据辐射度学理论, 对温度不均匀性产生的定标误差进行了理论计算。实验结果显示：在午夜太阳照射过程中, 边缘受照的黑体温度分布具有对称性, 黑体最高升温幅度为8.8K, 最大温度梯度3.1K/m, 定标相对误差0.1%。研究表明：太阳辐射会显著影响黑体温度的均匀性, 由此产生的定标精度误差不会影响工程应用的要求。
红外物理 卫星 黑体 太阳辐射 真空实验 定标精度 infrared physics satellite blackbody solar radiation vacuum experiment calibration precision
1 上海海事大学 信息工程学院, 上海 200135
2 中国科学院 上海技术物理研究所, 上海 200083
3 上海广电(集团)有限公司 中央研究院, 上海 200233
为获取超高分辨率图像, 设计了一种入端为线阵排列、出端为面阵排列的传像光纤束.利用该光纤束的成像系统在合成目标图像时, 需要建立光纤束出端、入端位置坐标表.介绍了一种基于卡尔曼滤波器的算法, 对出端光纤位置逐一搜索；搜索光纤位置时区分层内、层间设置不同初始步长, 按均方误差最小原则对搜索步长进行修正.算法采用了比对终止边界、标定已搜索光纤两种稳健性措施, ‘Z’字型搜索路径提高了算法效率.实验结果表明, 搜索算法得到的位置坐标表准确标定光纤位置, 提取光纤束耦合的信息还原了目标图像.
传像光纤束 位置搜索 卡尔曼滤波器 位置坐标表 image-carrying fiber bundle position-searching Kalman filter coordinate table
