1 中国科学院上海技术物理研究所空间主动光电技术重点实验室，上海 200083
2 中国科学院大学，北京 100049
为解决飞机平台强干扰环境下红外多光谱扫描仪的图像混合噪声问题，提出了一种基于低秩矩阵近似与常量统计的光谱图像去噪方法。从仪器的噪声产生机制出发将图像噪声区分为谱间差异噪声与谱间共有噪声，并根据噪声在光谱数据中的特点分别采用低秩矩阵近似与常量统计的方法进行去除。经仿真分析去噪后的光谱图像具有较高的峰值信噪比与去噪鲁棒性，并通过机载遥感试验数据证明在大量噪声的干扰下对于响应偏低的边缘谱段仍能有效地恢复出图像信息。该方法在其它类似光谱图像去噪方面具有一定的推广应用价值。
低秩矩阵近似 常量统计 红外多光谱扫描仪 去噪 low-rank matrix approximation constant-statistics IRMSS denoising
1 中国科学院上海技术物理研究所 空间主动光电技术重点实验室, 上海 200083
2 中国科学院大学, 北京 100049
为解决强背景弱信号场景下热红外成像系统噪声制约图像信噪比的问题, 提出了一种基于低秩矩阵近似理论的低噪宽幅热红外成像技术.利用面阵摆扫方式实现宽幅扫描成像并构建严格的观测矩阵, 通过加权核范数最小化方法求解去噪的低秩矩阵形式.试验证明该技术具有较高的峰值信噪比与降噪鲁棒性, 在宽幅成像的同时也提高了探测灵敏度.研究成果在红外弱目标识别、广域侦查等领域具有一定应用价值.
热红外成像 降噪 低秩矩阵近似 面阵摆扫 thermal imaging denoising low rank matrix approximation array whisk broom
1 中国科学院上海技术物理研究所 中科院空间主动光电技术重点实验室, 上海 200083
2 中国科学院大学, 北京 100049
针对国产化大面阵红外器件技术缺乏, 用红外焦平面探测器获取图像时难以消除自身的非均匀性以及信噪比低, 航空航天成像应用中的图像采集、传输、存储成本越来越高等问题.论文引入了像面编码计算成像, 首先分析了这种成像系统的原理模型, 然后将压缩感知理论应用于计算成像中, 搭建成像原理样机, 进行非压缩和压缩的计算成像实验.最后在重构的图像质量评价中引入了信号子空间分析方法, 进行重构图像的信噪比估计, 实验结果表明, 这种信噪比估计方法更加准确有效, 并且可以以此作为实验结论给出实际压缩成像时需要的合理采样次数.
计算成像 压缩感知 图像评价 信噪比估计 子空间分析 computational imaging compressed sensing image quality evaluation signal-to-noise (SNR) estimation subspace analysis
1 中国科学院上海技术物理研究所,上海 200083
2 中国科学院空间主动光电技术重点实验室,上海 200083
3 中国科学院大学,北京 100040
4 上海市现场物证重点实验室, 上海 200083
针对目前基于单元探测器和线列探测器的红外成像仪不能较好兼顾大视场、高空间分辨率、高温度灵敏度的问题, 研制了一套基于非制冷型面阵红外探测器的大视场热红外成像仪, 实现了75°大视场、0.4 mrad空间分辨率和50 mK(NEΔT)温度灵敏度指标.建立了面阵摆扫图像畸变校正模型, 较好地解决了面阵摆扫图像定位精度低和图像拼接裂缝问题.研究成果对大视场面阵摆扫红外成像技术的发展具有重要的参考价值.
大视场 高分辨率 非制冷型面阵红外探测器 几何畸变 wide field high resolution uncooled infrared array detector geometric distortion
1 中国科学院上海技术物理研究所空间主动光电技术与系统实验室, 上海 200083
2 中国科学院大学, 北京 100049
压缩成像方式既可以避免在红外波段追求大面阵器件, 又可以解决图像获取时难以消除的自身非均匀性, 信噪比低, 航空航天成像应用中的图像采集、传输、存储成本越来越高等问题。详细分析了该成像系统的原理模型, 搭建成像原理样机, 采用梯度投影算法进行图像重构的成像实验。在重构图像的质量评价中引入了信号子空间分析方法, 估计重构图像的信噪比。实验结果表明, 该信噪比估计方法更加准确有效。
成像系统 压缩成像 梯度投影算法 图像质量评价 子空间分析 激光与光电子学进展
2016, 53(12): 121101
1 中国科学院上海技术物理研究所 主动光电技术重点实验室，上海 200083
2 中国科学院大学，北京 100049
高光谱分辨力是未来成像光谱仪发展的必然趋势。而传统的基于单色仪的光谱定标为了让单色仪输出足够光强，使得定标光源带宽与成像光谱仪的光谱通道带宽变得很接近，会显著影响定标精度。本文从理论上定量分析了定标光源带宽对定标精度的影响机制，提出了通过反卷积计算法和多像元合并法来修正定标光源带宽对光谱定标的影响。最后，通过不同带宽的定标光源对仪器进行光谱定标，并使用上述两种方法进行修正，得到的光谱分辨力精度均优于0.2 nm，达到了定标系统的精度，验证了方法的可行性。
成像光谱仪 光谱分辨力 波长定标 反卷积 spectral imager spectral resolution spectral calibration deconvolution
1 中国科学院上海技术物理研究所 空间主动光电技术重点实验室，上海 200083
2 西北大学，陕西 西安 710000
为解决画幅式扫描红外成像技术中翼展摆扫引起的严重像移问题，提出了一种基于实时视轴跟踪的像移补偿技术，对于瞬时视场为100 μrad的成像系统，像移补偿精度可达±0.005°（±87.3 μrad），补偿效果优于1个像元。该技术能够实现翼展摆扫像移的高频补偿，研究成果对推动机载红外成像技术向宽视场、高空间分辨率方向进一步发展具有重要意义。
画幅式扫描红外成像 翼展摆扫像移补偿 实时视轴跟踪 frame scanning infrared imaging image motion compensation originating from wingspa real-time LOS tracking 红外与毫米波学报
2015, 34(6): 0757
