期刊基本信息
创刊:
1974年 • 月刊
名称:
光电工程
英文:
Opto-Electronic Engineering
主管单位:
中国科学院
主办单位:
中国科学院光电技术研究所;中国光学学会
出版单位:
光电工程编辑部
主编:
罗先刚
ISSN:
1003-501X
刊号:
CN 51-1346/O4
电话:
028-85100579
邮箱:
地址:
四川省成都市双流350信箱《光电工程》编辑部
邮编:
610209
定价:
90元/期

本期栏目 2018, 45(8)

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光电工程 第45卷 第8期

N/A 
作者单位
摘要
光电工程
2018, 45(8): 1
樊香所 1,2,3,*徐智勇 1,3张建林 1,3
作者单位
摘要
1 中国科学院光电技术研究所,四川 成都 610209
2 电子科技大学光电科学与工程学院,四川 成都 610054
3 中国科学院大学,北京 100049
针对低信噪比(SNR<3 dB)场景下弱小目标跟踪问题,提出了改进的粒子滤波跟踪方法。本文首先通过空间位置加权的方式来获取灰度特征,并将邻域运动模型和灰度概率图相结合来获取弱小目标运动特征,然后构建灰度与运动特性的联合观测模型来计算粒子权值。同时在跟踪过程中考虑到目标的灰度分布特性并不稳定,加入了自适应更新参考目标灰度模板的策略,最后采用几组真实场景来验证本文算法的跟踪效果。实验证明:和传统算法相比,本文算法增强了低信噪比(SNR<3 dB)场景下红外弱小目标跟踪能力。
弱小目标 跟踪 粒子滤波 特征融合 dim and small target tracking particle filter feature fusion 
光电工程
2018, 45(8): 170569
作者单位
摘要
1 中国科学院大学,北京 100049
2 中国科学院云南天文台,云南 昆明 650216
服务于现代天文望远镜的导行系统通常会受到大气和风载等干扰而引起导行信标重心位置计算不准确。为了有效解决这种问题,本文提出将具备亚像元和实时性的灰度投影算法嵌套到导行系统的重心算法中,从而在几乎不失时间分辨率的前提下减小一个导行闭环周期内的重心误差,达到提高导行系统性能的目的。首先,分析了高实时小偏差的导行信标重心计算是实现高性能导行系统的重要前提,并指出灰度投影算法在其中所起的重要作用。其次,分析了灰度投影算法能够与重心算法结合提高导行系统性能的原因,并针对传统灰度投影算法进行速度和分辨率的改进,以实现使用亚像元实时灰度投影算法与重心算法结合提高导行系统性能的目的。最后,将所提出的结合亚像元实时灰度投影算法的导行系统在400 mm 口径望远镜上进行了测试,测试结果表明,本文所提出的方法能够在几乎不失时间分辨率的前提下较好地抑制风载的干扰,从而达到了提高导行系统性能的目的。
导行系统 风载抑制 亚像素实时灰度投影算法 auto guiding system the suppression of wind load sub-pixel real-time gray projection algorithm 
光电工程
2018, 45(8): 170586
蔡怀宇 1,2,*丁蕾 1,2黄战华 1,2刘堃 1,2
作者单位
摘要
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院,天津 300072
2 光电信息技术教育部重点实验室(天津大学),天津 300072
针对球幕点目标投影与跟踪系统中多个子系统相对位置关系探测复杂的问题,提出了一种适合现场测量的精确标定方法。将球幕作为世界坐标系,利用子系统对球幕球心标定,得到子系统在球幕坐标系下的坐标,从而实现目标点在子系统之间的坐标转换。研究了球幕球心标定原理及标定点投射方法,建立了球幕球心在标定系统坐标系下的高斯-马尔科夫(G-M)求解模型,仿真分析了影响标定误差的因素。结果表明,通过减小子系统到球心的距离和改进投射的标定点空间分布能够有效提高标定精度,最后提出基于整体最小二乘(TLS)的球幕标定方法。根据仿真结果,设计模拟球幕和标定器并完成实验,标定结果满足现场快速精确标定的要求。
球心标定精度 G-M 模型 总体最小二乘 点目标投影跟踪系统 标定器 calibration precision of the ball G-M model total least square (TLS) point target tracking system calibration device 
光电工程
2018, 45(8): 170656
作者单位
摘要
上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海 200093
为了能在复杂环境下快速、准确地对多个目标进行检测及追踪,本文结合四帧间差分算法与光流算法,提出了一种更高效的运动目标检测算法。本算法为了提升光流法的处理速度并降低光照等环境所带来的影响,首先对视频序列进行四帧间差分处理,然后将得到的差分视频序列进行光流处理,以实现对视频中目标的准确检测。最后将该算法与粒子滤波、ViBe 等算法进行比较,并在不同场景下对不同运动目标、不同个数目标进行捕获处理,结果表明,本方法不仅具有较好的鲁棒性,而且能够更快速、准确的对目标进行检测与追踪。
物体检测及追踪 四帧间差分法 光流法 粒子滤波 ViBe 算法 object detection and tracking four inter-frame difference method optical flow method particle filter ViBe 
光电工程
2018, 45(8): 170665
作者单位
摘要
江南大学轻工过程先进控制教育部重点实验室,江苏 无锡 214122
运动目标检测是物体检测领域的一个重要研究方向,在目标识别中有着至关重要的作用。针对传统运动检测方法精度不高、无法对运动目标进行检测,本文将深度卷积神经网络引入到运动目标光流检测中,将前后帧图像及目标光流场图像作为网络的输入,自适应地学习运动目标光流,并通过对网络放大架构的优化及网络的精简,同时采用数据增广等技术,设计出精度与实时性兼顾的目标物体光流检测网络。实验结果表明,本文方法在运动目标的光流场检测中有更好的表现,SS-sp 和CS-sp 网络相比原网络在检测精度上均提高了约5.0%,同时大幅减少了网络的运行时间,基本满足实时检测的要求。
运动目标 光流检测 深度卷积神经网络 网络结构优化 moving target optical flow detection deep convolutional neural network network structure optimization 
光电工程
2018, 45(8): 180027
作者单位
摘要
暨南大学理工学院光电工程系,广东 广州 510632
为提升TLD 目标跟踪算法的处理速度,以达到在更高分辨率视频中跟踪目标的实时性要求,在TLD 算法框架的基础上,提出了一种基于动态捕获区域的TLD 目标跟踪算法(DC-TLD)。算法采用前一帧目标位置作为当前帧目标位置的预测值,减小了目标位置的预测误差。研究了检测区域负样本出现需满足的条件,分析了检测区域大小对算法鲁棒性的影响。针对样本的访问方式,提出基于索引的访问方法,极大地减少了访问时间。实验结果表明,该方法不仅有效降低了TLD 算法的样本检测时间,而且提高了算法的鲁棒性。
目标跟踪 动态捕获区域 负样本 索引访问 target tracking TLD tracking-learning-detection dynamic capture negative sample index access 
光电工程
2018, 45(8): 180030
作者单位
摘要
1 国防科技大学微纳卫星工程中心,湖南 长沙 410073
2 武汉大学遥感信息工程学院,湖北 武汉430079
针对经典MTI 算法在处理某型微纳卫星拍摄的视频图像时存在较为耗时的现象,以及空间目标轨迹投影不连续造成无法使用连通域标记同一目标的问题,本文提出一种改进的MTI 算法用于空间目标检测。算法通过设计像素“感受域”,消除了空间目标轨迹投影不连续的现象。同时,在简化了像素时序信号投影的步骤后,仍能保留原算法对背景杂光和噪声的滤除作用,并使得算法速度得到提升。基于某型微纳卫星拍摄的视频图像进行算法实验,结果表明,本文算法对于轨迹投影不连续空间目标的检测无虚警,算法速度约为0.06 s/f。
空间目标检测 MTI 算法 像素“感受域” 像素时序信号投影 space objects detection MTI algorithm pixel’s feeling domain time projection 
光电工程
2018, 45(8): 180048
作者单位
摘要
四川大学电气信息学院,四川 成都 610065
斑马鱼行为学研究已受到越来越多的关注,其空间坐标计算是斑马鱼行为分析的基础。本文设计了一种基于双目立体视觉技术的斑马鱼行为学自动观测装置。结合p 率阈值化和模式阈值化,提出了图像阈值算法。计算斑马鱼图像轮廓像素坐标的平均值,得到单条斑马鱼的水平二维坐标X 和Y。当不同斑马鱼的Y 坐标差异较大时,对两台摄像机各自得到的斑马鱼的Y 坐标分别按大小排序,同一序号即为同一目标;当Y 坐标大小较为接近时,应用最小距离法识别同一斑马鱼。根据折射定理和观测装置结构,推导出斑马鱼三维空间坐标计算公式。算法复杂度分析显示本文提出的算法具有较少的运行时间。通过预设多条模型鱼的位置进行测试,计算结果与预设位置接近,验证了本文提出算法的正确性。
斑马鱼行为学 双目立体视觉 三维坐标 zebrafish behavior binocular stereo vision three-dimensional coordinate 
光电工程
2018, 45(8): 180101
作者单位
摘要
1 中国矿业大学信息与控制工程学院,江苏 徐州 221116
2 河南应用技术职业学院信息工程学院,河南 开封 475000
传统的基于HOG 与LBP 的特征融合行人检测方法光谱信息损失多、对噪声较为敏感,原始的LBP 算法对不均匀的光照变化鲁棒性差,对纹理特征的旋转不变性差。为了克服以上缺点,本文提出了一种基于CLBC 和HOG 特征融合的行人检测算法。首先,计算原始图像的CLBC 特征,并计算基于CLBC 纹理特征谱的HOG 特征。接着计算原始图像的HOG 特征以提取图像的边缘特征。然后将图像的三种特征融合来描述图像,并使用PCA 方法降低特征维度,最后使用HIKSVM 分类器实现最终对行人的检测。本文分别在Caltech 行人数据库和INRIA 行人数据库进行实验以验证所提出算法的有效性。实验结果表明,本文所提出的算法有效地提高了行人检测的精度。
行人检测 方向梯度直方图 完备的局部二值编码 特征提取 特征融合 pedestrian detection HOG CLBC feature extraction feature fusion 
光电工程
2018, 45(8): 180111
王珂 1,2陈小梅 1,2韩旭 3
作者单位
摘要
1 北京理工大学光电学院,北京 100081
2 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
3 中国空间技术研究院钱学森实验室,北京 100094
常用的非合作目标航天器姿态测量技术往往借助于单目视觉进行迭代或双目视觉进行三维重建,该类方法在特征匹配过程中会产生误差,且实时性和准确性较差。针对上述问题,根据空间非合作飞行器的星箭对接环和发动机喷嘴具有空间平行但不共面的位置关系,开展了基于同心圆特征的非合作目标超近距离姿态测量模型的研究。通过改进双目视觉测量模型,完善了模型的角度适应性问题,提高了模型的适用性。仿真结果显示该算法在超近距离的姿态测量精度优于0.5°。
非合作目标 姿态测量 双目视觉测量 同心圆 non-cooperative spacecrafts relative poses measurement binocular vision measurement concentric circles 
光电工程
2018, 45(8): 180126