人体行为识别是计算机视觉和模式识别领域的研究热点之一。作为人体行为识别的一个重要分支, 人体异常行为检测近年来也不断得到学界及工业界的重视。人体行为识别研究从早期的依赖人体形状特征发展到基于梯度设计的特征检测, 再到当前随着神经网络的新发展, 深度学习开始广泛应用于行为识别。同时由于红外波段具有适应弱光照环境、可全天候检测等优点, 基于该波段的人体行为识别研究开始兴起, 它也必将成为人体行为识别领域中一个新的研究热点。

碲锌镉是一种性能优异的Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体材料。随锌含量不同, 其禁带宽度可连续调节, 是用于制备红外探测器的碲镉汞材料的优良衬底。介绍了多种碲锌镉晶体的磨抛方法, 包括手工研磨、机械抛光、化学抛光和机械化学抛光。借助多种表征技术和改良手段, 碲锌镉晶体的表面加工取得了显著进步。

介绍了二次离子质谱仪(Secondary Ion Mass Spectrometer, SIMS)的基本原理及其在焦平面红外半导体材料和器件制备工艺中发挥的重要作用。通过对掺砷碲镉汞和CdTe/InSb材料进行SIMS测试, 研究了不同离子源和一次束流大小对测试结果的影响, 为后续SIMS分析技术在红外探测器材料的进一步研究奠定了基础。

针对局部目标与背景的低对比度、目标边缘模糊红外手印的分割问题, 提出了一种基于结构形态几何生长的边缘模糊红外目标提取算法。该算法首先利用最大熵法及阈值扩展将图像进行粗分割; 在粗分割的目标区域中提取区域块特征点, 构筑手的结构形态; 通过区域块特征点寻找种子点, 并以种子点与对应特征点的距离关系作为生长判决条件进行几何生长, 最终提取得到目标图像。与常用提取算法进行比对实验, 结果表明, 针对边缘模糊的红外手印图像, 本文算法能更有效地提取出完整目标。

在探测海面大气成分时, 由于海面的反射率较低, 通过观测高亮度的海洋耀斑可提高入瞳辐射能量, 从而获得高信噪比的可见光-短波红外大气观测数据。海洋耀斑本质上是太阳的像, 相对卫星的张角较小, 因此需要卫星通过二维跟踪机构实现跟踪观测。研究了一种考虑地球椭率的海洋耀斑二维跟踪计算方法, 分析了地球椭率以及太阳对地球的张角对计算误差的影响, 给出了一年内的误差变化情况, 并将其与卫星工具包(Satellite Tool Kit, STK)输出的结果进行了对比。

为了探究β-胡萝卜素在高压下是否会发生相变, 进行了0～30 Gpa压强范围内β-胡萝卜素的高压拉曼光谱实验。通过评估不同压强范围内拉曼光谱频移-压强的线性函数变化来判断β-胡萝卜素是否发生相变。研究表明, 当压强升至约为7 Gpa以及14 Gpa时, β-胡萝卜素分子的频移-压强线性函数方程发生了变化, 即发生了相变。通过分析频移-压强函数线性关系是否发生变化来判断相变, 是简捷、方便的技术方法。关于纯β-胡萝卜素压力相变的研究, 暂未检索到相关报道。

旨在总结红外热成像技术在中医“治未病”工程中的应用情况。寻找红外热成像技术与中医相关理论的契合点, 并查阅国内外的最新文献, 了解红外热成像技术在中医“治未病”工程中的具体应用。结果表明, 红外热成像技术与中医“整体观”、“八纲”等相关理论高度契合; 红外热成像技术与中医“治未病”工程相结合后体现出了较强优势, 并具有较好的互补性。该技术已广泛应用于“治未病”工程中的体质辨识、慢性病的健康管理、疾病的中医辨证及疗效评估等方面, 有助于对慢性病人群、亚健康状态人群或病前状态人群进行干预, 从而达到靶点预防和定向治疗的目标。“治未病”工程虽然取得了一定的进步和发展, 但仍然存在一些不足, 比如目前体质辨识缺乏一定的客观性, 过程耗时长、体质分型不合理等。而红外热成像技术在体质辨识方面比较客观、科学, 且体现出了较大优势, 因此在“治未病”工程中具有广阔的应用前景。

Teledyne Judson Technologies(TJT)公司已经成功研制高性能短歧红外(Short-wavelength Infrared, SWIR) 320×256/30 μm的HgCdTe焦平面阵列(Focal Plane Arrays, FPA),目前正在生产这些器件。这些FPA的截止波长一般为2.5 μm或2.9 μm,可以在很宽的温度范围内工作。探测器主要使用分子束外延(Molecular Beam Epitaxy, MBE)HgCdTe材料制造，有时也使用液相外延(Liquid Phase Epitaxy, LPE)材料，两种材料都生长在CdZnTe对底上。这些FPA采用ISC 9809 Si读出集成电路(Readout Integrated Circuit, ROIC),可操作性好，暗电庞低，量子效率(Quantum Efficiency, QE)高，且均匀性良好，产量高。对FPA从LN2到室品的性能进行了综合表征，并讨论了测试结果。这些FPA的可操作性一般为99.9%,峰值QE为85%。-70 ℃时，FPA噪声背景限制在视场(Field-of-View, FOV)100°范围内。当FOV为0°时，实验室相机电子设备受限。像元暗电庞在宽品度范围内不高于Rule-07模型的值。在-70 ℃下噪声等效辐照度(Noise Equivalent Irradiance, NEI)为2~3×109 W/cm2,并且FOV更小时可进一 步减小。

近年来, 红外成像技术在国内得到了迅猛发展。根据红外焦平面工作温度的不同, 热像仪可以分为制冷型和非制冷型两大类。制冷型热像仪的灵敏度高、性能优越、精度高, 但价格昂贵, 现主要用于**领域。某型制冷型热像仪在使用过程中, 若成像场景的温度变化较大或者工作于极端环境温度下, 在调节积分时间时, 图像会出现四角发白中间黑、四角发黑中间白的现象。首先在不同黑体温度下采集了不同积分时间下的红外图像数据。针对上述问题进行了现象复现, 然后分析了问题根源, 并根据两点校正原理提出了解决思路和办法。最后通过实验数据验证了该方法的正确性, 并总结了此类问题的解决方案。