熊玉朋 1,2,3路文文 1,2,3黄铖 1,2,3陈付磊 1,2,3陈善勇 1,2,3,*
1 国防科技大学 智能科学学院 装备综合保障技术重点实验室，湖南 长沙 410073
2 国防科技大学 智能科学学院 超精密加工技术湖南省重点实验室，湖南 长沙 410073
3 国防科技大学 南湖之光实验室，湖南 长沙 410073
由共用镜坯、径向折叠的多个环带反射镜组成的成像系统具有紧凑化、免装调的特点。为确保各反射镜的面形精度和相互位姿精度，提出了计算全息（Computer Generated Hologram, CGH）补偿干涉测量方法。针对可见光/近红外成像需求，基于共轴折叠思路设计了环带四反射镜成像系统；应用金刚石车削工艺加工了多环带共体反射镜；重点针对其中共体的主镜、三镜和次镜、四镜分别设计了CGH补偿器，通过合理选择离焦载频和CGH轴向位置，有效分离了干扰衍射级次的鬼像，实现了多个反射镜面形与相互位姿误差的同步检测。干涉测量结果表明，多个反射镜同时达到接近零条纹状态，面形精度和相互位姿精度较高，且无鬼像干扰。系统对100 m远处目标探测实验表明，反射镜不需要额外装调即可实现良好成像，具有集成度高、研制周期短、成像质量高的优点。
可见光/近红外成像系统 折叠反射镜 干涉检测 计算全息 高次非球面 visible/near-infrared imaging system folded mirror interferometry CGH high-order aspheric surface 红外与激光工程
2023, 52(6): 20230175
上海交通大学电子信息与电气工程学院仪器科学与工程系, 上海 200240
针对身份识别容易被仿冒和造假的问题,提出了一种利用近红外相机捕获手背静脉同时具有活体检测功能的身份识别方法,手背静脉图像提供静脉特征作为身份识别的依据,与此同时获取的脉搏波的周期性特征作为活体检测的标志。利用自行搭建的手背静脉和脉搏波捕获实验装置,研究了70个个体的手背静脉图像以及活体和假体的静脉图像特征,并提出了提高身份识别准确率的算法。采用主成分分析对活体静脉特征向量进行降维,降低分类算法的复杂度,结合马氏距离去除异常样本,以提高识别精度,再采用参数优化的随机森林算法和支持向量机算法实现了手背静脉的精准识别。结果表明:基于手背静脉特征结合随机森林算法和支持向量机算法可以对不同个体进行身份识别,识别准确率分别为99.28%和99.86%,识别时间分别为0.368 s和0.110 s。
图像处理 模式识别 近红外成像 手背静脉 活体检测 主成分分析 马氏距离
红外与激光工程
2020, 49(3): 0303016
1 中国科学院 上海技术物理研究所 红外成像材料与器件重点实验室，上海200083
2 上海科学技术大学 信息科学与技术学院，上海 201210
为了满足可见-近红外波段的高光谱分辨率和高灵敏观测需求，采用大面阵、低噪声碲镉汞焦平面制备技术和低损伤衬底去除技术，成功制备了高信噪比大面阵可见/近红外碲镉汞焦平面探测器。无损衬底去除技术采用机械抛光和化学腐蚀相结合的方法，使焦平面的响应波段拓展至400 nm~2 600 nm。采用信号定量化焦平面测试评价手段对可见/近红外碲镉汞焦平面的性能进行评估，640×512 25 μm中心距碲镉汞焦平面的波段量子效率可达到88.4%，信噪比达到287，有效像元率大于98%，能够获得清晰的可见和近红外波段图像。
超光谱探测 可见/近红外成像 碲镉汞 衬底去除 量子效率 ultra-spectrum detection Vis/NIR spectral imaging HgCdTe substrate removal quantum efficiency
1 宁波大学 高等技术研究院 红外材料及器件实验室, 浙江 宁波 315211
2 华南理工大学 发光材料与器件国家重点实验室, 广东 广州 510641
3 云南北方驰宏光电有限公司, 云南 昆明 650000
大口径硫系玻璃在**及民用高分辨率红外夜视成像领域有着重要的应用价值。现阶段缺少针对大口径硫系玻璃内部缺陷(包括条纹、杂质和裂纹等)进行量化评价的检测技术, 因此硫系玻璃的品质控制成为了限制其大范围发展的瓶颈之一。针对课题组大口径硫系玻璃的透射光谱特性以及现有的近红外照相机的光谱响应特性, 提出了一种工作在近红外波段的大口径硫系玻璃内部缺陷检测技术并设计成像镜头, 镜头包含了使用K9、F6玻璃的三片双胶合透镜, 有效焦距为200 mm, 在近红外波段0.95~1.05 μm实现消色差, 成像质量接近衍射极限。根据镜头特点搭建了大口径硫系玻璃内部缺陷测试装置, 实验验证了镜头的分辨率与设计要求相符, 并可针对大口径硫系玻璃的各种内部缺陷进行有效检测。
大口径硫系玻璃 光学设计 内部缺陷 近红外成像 large diameter chalcogenide glass optical design internal artifacts near infrared imaging 红外与激光工程
2016, 45(7): 0718002
昼夜光电成像技术经过了几十年的发展, 现在已经进入到实用阶段, 在**、航天、天文等领域中占有十分重要的地位。为解决极弱光环境下难以成像的问题, 在分析了微光像增强器和近红外固体成像技术之后, 提出了一种新型的成像系统, 利用空间光调制器和单像素探测器对目标信息进行调制和探测, 之后利用关联算法即可恢复出探测目标的图像, 基于此成像系统实现了17 km外的成像实验。该成像系统有望实现高灵敏度成像, 对突破无月夜晚等极弱光环境下的光电成像具有重大意义。
近红外成像 高灵敏度 单像素探测器 空间光调制器 关联算法 near infrared imaging high sensitivity single element detector spatial light modulator 红外与激光工程
2016, 45(s1): S104001
1 重庆光电技术研究所, 重庆 400060
2 中国人民解放军63610部队, 新疆 库尔勒 841000
3 二炮驻重庆地区军事代表室, 重庆 400059
研制了一种激光辅助照明主动近红外成像组件。该组件使用半导体激光光纤耦合器件作为夜视光源, 通过其在暗场自然环境下的成像验证了光源补光性能和选用的CCD芯片对特定波段光源具有较高的响应度。该组件可实现全天候成像, 不受外界照度的制约, 可广泛应用于科研、监控等领域。
主动近红外成像 激光照明 active near infrared imaging laser lighting CCD CCD
1 北京理工大学光电成像技术与系统教育部重点实验室, 北京 100081
2 公安部第一研究所检测中心, 北京 100048
用于交通监控或区域安防监控的主动近红外摄像机是夜视系统的一个重要应用，作用距离是它重要的性能指标和进行系统设计的主要依据。针对主动近红外成像系统的设计与分析需要，提出一种用于评价主动近红外成像系统作用距离的方法，用于判定系统对给定距离上的目标的探测能力。该方法在利用大气传输理论计算主动照明光源在标称距离处目标上的辐照度分布的基础上，采用等效照明的原理实现了对辐照度分布的近距离模拟；结合约翰逊准则和成像理论评价了待测系统对标称距离处目标的探测能力。根据该方法对主动近红外摄像机进行了检测，并与室外实测结果进行了对比分析；检测方法适用于一般的光电成像系统。
成像系统 微光夜视 等效照明 主动近红外成像系统 作用距离评价方法
1 北京农业信息技术研究中心, 北京100097
2 中国农业大学食品科学与营养工程学院, 北京100083
3 北京农产品质量检测与农田环境监测技术研究中心, 北京100097
显微近、 中红外成像不仅可以获得样品的光谱信息， 而且可以获得样品的空间分布信息， 这是传统的近、 中红外光谱分析所无法比拟的。 该文以外观非常相似的聚乙烯膜(材料Ⅰ)和封口膜(材料Ⅱ)为研究对象， 分别采集了样品的显微近、 中红外图像。 针对两种材料进行化学成像和相关光谱成像， 比较并讨论了每种材料的两种成像方法。 结果表明， 材料Ⅱ的显微近、 中红外化学成像中， 两种材料化学成像值相差分别为0.004 8和0.254 8； 材料Ⅰ的显微近、 中红外化学成像中， 两种材料化学成像值相差分别为0.002 6和0.326 5； 近、 中红外谱区的显微成像皆可得到两种材料清晰的成像， 从而可区分两种材料。 对两种材料相关光谱成像的研究表明， 分别以两种材料的近、 中红外光谱作为参比光谱的相关光谱成像可以明显地区分两种材料， 成像结果较清晰； 显微中红外相关光谱成像中， 两种材料的光谱和参比光谱的相关系数差异大于0.12， 成像结果更清晰； 而显微近红外相关光谱成像图可利用图像中两种材料光谱和参比光谱相关系数的细微差异区分两种材料。 该研究为农产品包装材料安全性的快速判别提供一定的参考， 并为显微近、 中红外成像分辨不同材料提供一定的成像方法参考。
化学成像 显微近红外成像 显微中红外成像 塑料 分布 Chemical imaging NIR micro-imaging MIR micro-imaging Plastics Distribution 光谱学与光谱分析
2011, 31(9): 2377
