热红外伪装技术在现代战争中的重要性日益凸显。在阐述其原理的基础上, 综述了热红外伪装技术的主要方式, 包括热红外伪装涂料技术、热红外伪装网与遮障技术、新型热红外伪装技术。分析了热红外伪装技术的研究现状与进展。

随着红外技术的发展, 红外夜视仪越来越多的被应用在车辆辅助驾驶系统上以提高夜间的行车安全性。本文阐述了车载夜视技术的发展状况, 针对红外成像的行人检测算法进行综述, 并对其中多尺度红外特征提取和检测方法进行了分析, 最后对未来车载平台行人检测技术的发展方向做了简要介绍。

采用 ICPCVD工艺对 InP/InGaAs探测器进行 SiNx薄膜钝化, 讨论了不同气体比例、射频功率和反应压力对 SiNx薄膜应力和致密性的影响。初步得到了低应力、良好致密性的 SiNx薄膜沉积工艺。利用此工艺制作的 InP/InGaAs探测器在偏压为－10 mV的暗电流比 PECVD工艺制作的器件降低了一个数量级, 为 4.4×10－8 A。

从理论上分析了光子型红外焦平面探测器各输入输出参数之间的线性关系。对典型 320×256长波红外焦平面探测器在不同拟合参数下的非线性度进行了测试, 并与理论计算结果进行了比较。结果表明采用输出信号电压与波段光子数或黑体波段辐照功率进行拟合, 可以使理论上带来的非线性度减至最小, 能够更为准确地评价红外焦平面探测器的非线性度。

红外成像在军民监控领域广泛应用, 红外自动目标检测能减少人工参与, 有效提高效率。本文实现了基于 FPGA的红外目标检测系统, 首先对系统的硬件资源需求进行评估, 并设计了以 FPGA为核心处理器的系统硬件平台。其次, 开发了基于 FPGA的红外目标自动检测处理流程, 经过两点校正与盲元补偿等预处理后的红外图像信号, 通过混合高斯背景建模的方法建立背景模型, 自动检测前景目标, 再将目标区域周围高亮标识出来。实测结果表明, 该系统可有效检测出高亮背景下的红外目标。

为解决目前城市上空气溶胶光学厚度反演中城市地表复杂与卫星分辨率较低的问题, 提出一种改进的反演算法。首先利用波段修正后的 MODIS(moderate resolution imaging spectroradiometer)地表反射率产品探究了城市区与非城市区在红、蓝波段地表反射率的比值统计关系, 然后运用 6S辐射传输模型构建查找表反演获得北京及其周边地区的 AOD分布。通过 AERONET(aerosol robotic network)观测数据验证算法的反演精度, 利用相对平均偏差 RMB、平均绝对误差 MAE、平均相对误差 MRE、均方根误差 RMSE和相关系数 R共 5个指标进行衡量, 结果表明: 反演结果与 AERONET观测数据具有较高的一致性, 5个观测站点的 R都大于 0.95, MAE范围为 0.037～0.065, MRE范围为 24.08%～39.54%, RMSE范围为 0.047～0.083, RMB范围为 0.86～1.452, 且所有观测点对中有超过 84%满足 MODIS气溶胶产品的误差精度要求, 说明算法对获取高分辨率城市地区的 AOD具有较好的可行性。

为了高速采集并反演光谱数据, 采用 FPGA设计了一种高速光谱反演系统。由 FPGA控制 CCD驱动模块, 使 CCD高速采集干涉条纹数据并传输给 FPGA处理模块。设计了高速数据采集与处理的 FPGA硬件结构, 通过仿真数据分析了采集模块与处理模块的时序逻辑关系。为了同时满足系统光谱反演精度与速度的要求, 对比了 8 bit、10 bit和 12 bit数据位深条件下的频谱分布, 实验结果显示, 位深越小速度越快, 但其会降低光谱反演的对比度; 而位深越大光谱反演的对比度越好, 但处理速度越慢, 综合考虑本系统采用 10 bit位深结构。实验针对中心波长为 975 nm的激光进行光谱反演, 并与 MATLAB反演数据进行对比分析。结果显示本系统检测精度符合要求, 且速度更快。

为了满足现代战争的需求, 对于空中目标的距离精确估计显得愈发重要, 由于目标的红外辐射在大气传播过程中的衰减, 目标在不同波长的辐射会随着传输距离的改变而发生变化, 故不同的波长的辐射里包含了目标的距离信息。基于以上原理, 本文利用美国空军大气传输软件 Modtran生成空中目标在不同波段的大气透过率数据, 利用经纬仪获得目标的天顶角, 最后建立基于改进 Elman神经网络的被动测距模型。仿真结果表明本文算法能够有效提高对于空中目标距离估计的精确性。

采用 Xilinx Xc6slx45t FPGA为核心处理器件, 配以 DDR3作为帧存, 实现了一套实时 CameraLink至 3G-SDI视频转换电路。该电路可将 CameraLink视频转换为双路独立的 3G-SDI视频。同时该电路也可将 CameraLink视频转换为两路独立的 PAL模拟视频; 具备 3路 422通信串口, 1路 232维护串口, 还可以实现命令接收转发, 分划字符菜单叠加, 外同步及同步转发等功能。该电路尺寸为 50 mm×50 mm, 全部功能开启后功耗约 4.5 W。

针对 E1897-97标准未给出半透明体透射率测量的理论模型, 也未考虑被测材料温度变化对透射率测量结果影响问题, 依据红外测温原理以及 E1897-97标准的测量条件和测量方法, 推导出了半透明体透射率测量的理论公式; 选用了几种不同规格的半透明体双面硅进行了实验测试, 将半透明体透射率实验测试值、理论计算值、出厂测量值进行分析比较, 得到了在各种温度背景下半透明体的透射率测量值相对于理论计算值的误差, 透射率测量值相对于出厂测量值的误差, 分析了测量误差发生的原因。提出了一种减少半透明体透射率测量误差的方法, 并通过实验进行了验证。实验结果与分析表明: 考虑被测材料温度变化, 对理论计算公式进行修正, 并使用改进的半透明体透射率测量方法, 透射率修正值与出厂测量值之间的误差降低到 3%以下, 证明了改进的透射率计算模型和透射率测量方法的正确性和可行性。

提出一种基于改进颜色传递策略与非下采样 Contourlet变换(NSCT)的红外与可见光图像伪彩色融合算法。首先, 利用 NSCT与基于清晰区域的 Canny边缘检测算法获得灰度融合图。其次, 将融合灰度图像插入 Y通道, 源图像与融合灰度图像之间的残差图像分别插入 Cb、Cr通道以生成 YCbCr源彩色图像。最后, 利用本文设计的颜色传递模型对源彩色图像和目标图像进行色彩颜色统计匹配, 同时, 通过自适应颜色传递参数模型调整颜色传递参数。实验结果表明, 本文提出的融合算法使得伪彩色融合图像不仅对比度高、传递色彩自然、可以较好地抑制色彩渗入图像目标, 而且对目标图像质量要求不严格。

针对异源遥感图像在图像配准中的几何形变问题, 本文提出了一种基于几何不变性局部相似特征的异源遥感图像配准算法。 GISS算法利用加速鲁棒特征算子先对存在几何差异的异源遥感图像进行预匹配, 然后根据特征点的方向特征对图像进行旋转仿射校正, 最后引用局部相似性描述符并集成相似性度量来考察预匹配点对的相关性, 选取其中相似相关性最优的点对实行图像配准。实验结果表明, 对于存在几何形变的异源遥感图像, 具有较好的配准实现效果, 可以有效的解决异源遥感图像之间的几何形变差异问题, 具有较好的鲁棒性和配准精度。

针对核相关滤波器在复杂光照条件下出现的跟踪不稳定的现象, 提出一种基于 LBP(local binary pattern)与核相关滤波器的运动目标跟踪算法。在传统算法上增加 LBP处理方法, 降低光照对特征提取的影响, 进而提高核相关滤波器算法在跟踪过程中对目标信息的采集精准度。实验表明, 与经典的核相关滤波器跟踪算法相比, 基于 LBP与核相关滤波器的运动目标跟踪算法在复杂光照的情况下的跟踪性能有明显提升, 能较好应用于实时场景中去, 是一种稳定的目标跟踪算法。

针对红外图像去噪效果差的问题, 对压缩感知理论中的信号重构问题进行分析, 并提出了一种基于广义 Jaccard系数的多候选集广义正交匹配追踪红外图像去噪算法。本文采用广义 Jaccard系数的相似性匹配准则, 计算感知矩阵和残差的最佳匹配原子, 并将选择的原子作为多个候选集, 迭代时分别将多个原子添加到相应的候选集中, 从多个候选集中选择残差最小的一个作为最终支撑集来重建图像, 对红外图像具有较好的去噪效果。仿真结果表明, 此方法比传统算法收敛速度更快, 峰值信噪比更高, 并且还具有更好的主观去噪效果。

基于真空光电阴极和背照式 CMOS图像传感器研制了电子轰击 CMOS(EBCMOS)混合型光电探测器。为了对 BSI-CMOS图像传感器在 EBCMOS混合型光电探测器领域的应用提供可靠性指导, 对 BSI-CMOS图像传感器进行了 100℃～325℃的变温热处理实验, 着重分析了热处理后的 BSI-CMOS图像传感器的光响应输出信号值、固定模式噪声(fixed pattern noise, FPN)、随机噪声及信噪比(signal-to-noise ration, SNR)随热处理温度的变化规律。实验结果表明: 随着热处理温度的升高, 样品器件的光响应输出信号值基本保持不变, 当温度升高至 325℃时, 样品器件的固定模式噪声由 32 e.升高至 246 e., 随机噪声由 51 e.升高至 70 e., 信噪比由 17.76 dB降低至 4.81 dB, 其中信噪比的降低主要归因于固定模式噪声的增大, 热处理温度达到 325℃会导致 BSI-CMOS图像传感器信噪比明显降低。