红外与激光工程
2002, 31(5): 371
期刊基本信息
创刊：
1972年 • 月刊
名称：
红外与激光工程
英文：
Infrared and Laser Engineering
主管单位：
中国航天科工集团有限公司
主办单位：
天津津航技术物理研究所；中国光学工程学会
主编：
吕跃广
ISSN：
1007-2276
刊号：
CN 12-1261/TN
电话：
022-58168883,58168884,58168885
邮箱：
地址：
天津市空港经济区中环西路58号
邮编：
300308
定价：
200元/期
红外与激光工程 第31卷 第5期
基于特征的影像匹配是一类极为广泛和重要的方法.已有的研究体现出了特征匹配对于实施最为困难的影像之一--城区航空影像有着极为明显的优越性.文中给出了一种新的匹配目标函数的构建,并基于此提出一种城区航空影像匹配算法,给出了算法的实现过程,并以部分东京城区图进行了试验,结果表明文中的方法具有简洁明了,可靠易行和抗旋转性的优点.
城区航空影像 图像匹配 旋转不变性 Urban aerial image Image matching Rotation invariance 
Hausdorff距离是用于二值图像比较的一种有效的相似度量.利用Hausdorff距离作为图像差异的度量进行地形匹配的算法,首先,提取地形结构线作为特征,计算Hausdorff距离,Hausdorff距离的最小值对应最佳匹配.实验结果表明该算法是有效的.
地形结构线 山脊线 山谷线 Hausdorff距离 Terrain structural line Mountain valley line Mountain radge line Hausdorff distance 匹配中最常见的问题之一是根据给定的准则选择最佳匹配子区,而选择的关键是具有唯一性和缺乏模糊性.唯一性可以通过原始图和子图相关函数峰值的幅值和个数决定.模糊性可以用相关长度或主相关峰宽度的50%来衡量.相关长度越短,检测正确匹配位置的可能性就越大.提出了一种根据最小相关长度来选择最佳匹配子区的方法.此分析可扩展到二维、三维或更高维,而且可以通过快速傅里叶变换来解决离散问题.
相关 子函数选择 匹配 Correlation Subset selection Matching 介绍了一种基于图像像元独立性和空间非相关性假设条件下的置信度计算方法,并进行了真实数据的实验,分析了计算的准确性.结果表明计算置信度大小可以较准确判断景象匹配定位结果是否正确,在置信度小于0.5或接近1.0条件下尤其如此,但置信度大于0.5和小于0.99条件下景象匹配定位结果具有不确定性,探讨了解决此问题的方法和途径.
景象匹配 置信度 相关特征 Image matching Confidence level Correlation property 针对实际红外空中图像中目标的大小、方向等发生变化等情况 ,基于奇异值分解变换的特征向量稳定性不好。为解决这一技术难题 ,提出了基于尺度奇异值变换的红外图像目标特征提取方法 ,该方法是一种基于尺度变换的矩阵表示方法。同类目标图像样本经过上述变换后所得到的矩阵都具有相似的能量 ,用文中提出的矩阵表示方法对红外图像进行描述后 ,对其对应的奇异值进行特征提取 ,克服了对原始图像的矩阵进行奇异值特征提取时存在的缺点 ,实验表明该方法提取目标矩阵的奇异值特征向量具有较好的稳定性 ,对图像的平移、旋转和比例变化具有良好的不变性 ,是一种实用的特征提取方法。
尺度奇异值变换 红外图像 不变性特征 Scale SVD transform Infrared image Invariant feature 从灰度图像的局部几何特性出发,把图像中像素灰度相近或相同的区域当作一个整体处理,从而达到图像压缩的目的.计算机仿真实验表明,该方法可以获得较高的压缩比和峰值信噪比,有效地消除方块效应,很好地保持目标细节,具有较高的实用价值.
子块 原始子块 整体子块 最大灰度差 灰度图像 图像压缩 Sub block Original sub block Integral sub block Maximum difference of gray value Gray image Image compression 研究了红外目标与诱饵在扩展源阶段成像特性上的差异,提出了依据目标和诱饵在整体运动模式上的差异进行辨识的方法,并依据图像序列中目标整体形状特征的变化来定性推断加速度、旋转、翻滚等目标整体运动特性,作为识别目标与诱饵的特征,最后给出了仿真试验结果.
红外诱饵 整体运动特征 整体形状特征 Infrared decoy Global movement feature Global shape feature 综述了国内外红外成像系统性能模型的状况.在分析静态性能模型和动态性能模型的基础上,分别给出了其基本构想,阐述了几种静态性能模型的优缺点,讨论了动态性能模型的三种模块:目标背景模块、图像处理算法模块和目标工作平台模块.介绍了它们在预测现场性能的应用.展望了性能模型的发展趋势.
红外成像系统 静态性能模型 动态性能模型 约翰逊准则 最小可分辨温差 信号干扰比 作用距离 Imaging infrared system Static performance model Dynamic performance model Johnson criteria Minimum resolvable temperature difference Signal to interference ratio Operating distance Daugman提出的虹膜识别算法具有准确性高、速度快的优点,但是有关该算法的具体实现却未见文献报道.对Daugman的算法进行了研究,并尝试该算法的实现,提出了一种新的粗定位和精定位相结合的算法来快速定位虹膜.在滤波过程中仅利用了实部滤波器就可减少代码长度,而不影响识别效果,其中包括图像的预处理、多尺度2D Gabor滤波器的构造,虹膜码及Hamming距离的计算等.实验结果表明,该方法计算速度快,提取特征的效果好,可用于实际的身份鉴别系统.
虹膜识别 虹膜定位 Gabor滤波器 特征提取 Hamming距离 Iris recognition Iris location Gabor filter Feature extraction Hamming distance 讨论了复杂背景下低信噪比运动点目标的检测和跟踪问题,提出了基于卡尔曼滤波理论的背景预测、数学形态学膨胀累加、图像流航迹关联和二级并行假设检验的点目标检测方法.实验结果表明该算法能够较大程度提高红外图像的信噪比,有效地检测和跟踪点目标,并且能够解决目标丢失以及跟踪过程中出现目标的问题.
点目标检测 卡尔曼滤波 形态学滤波 图像流分析 假设检验 Point target detection Kalman filter Morphology filtering Image flow analysis Hypothetical test 基于计算机图像处理技术的汽车牌照自动识别系统,要求能够将运动中汽车的牌照从复杂背景中准确地提取并识别出来.介绍了所研制的汽车牌照自动识别系统和关键技术(图像分割与车牌定位、图像二值化和字符提取、车牌字符识别等).试验结果显示,系统在Celeron Ⅱ 633+ 128M的PC机上,对图像尺寸为768×574的311幅试验图片的识别准确率达到90%,识别时间≤1.5s.
智能交通系统 汽车牌照识别 图像分割 字符识别 Intelligent transportation systems Vehicle number plate recognition Image segmentation Character recognition 研制成功了采用光伏InSb二极管列阵工艺、直接注入Si-CMOS读出电路、微型玻璃杜瓦和微型节流制冷机的64×64元InSb红外焦平面组件.焦平面组件平均探测率约1×10 11 cmHz 1/2 W -1 ,平均量子效率约72%,响应率非均匀性约18%,无效像元率约0.5%.其性能参数满足红外成像制导的技术要求,已成功进行了凝视红外成像探测系统外场试验.
焦平面列阵 64×64元 组件 InSb InSb Focal plane array 64×64 Assembly 研制了用于64×64元InSb红外焦平面的几种读出电路.ISM64×64-2型电路是采用直接注入模式,行积分工作的读出电路.ISM64×64-3型电路仍然采用直接注入读出模式,行积分工作,但是增加了一级采样保持电路.ISM64×64-4型电路采用直接注入模式,帧积分工作,因而可大大提高信噪比.描述了2、3和4型电路的结构,工作原理及版图设计特点,电路的制造工艺、测试方法及其主要性能.
InSb红外焦平面列阵 读出电路 直接注入 行积分 帧积分 InSb IR focal plane array Readout circuit Direct injection Line integration Frame integration 利用小型固体激光器在100～300mJ能量范围内成功驱动了5.5μm厚度铝飞片,最高速度达到6.6km/s,实验得到飞片速度与能量密度的关系.详细介绍了实验装置、测试系统和实验方法,并对实验测试系统进行了分析.对回收样品的分析表明:飞片具有较好的平面性、完整性和重复性.对激光驱动飞片技术在模拟太空高速微粒的应用可能性进行了分析,目前的研究表明:激光驱动飞片技术可以成为一种模拟太空高速粒子的有效实验手段.
脉冲激光 驱动 太空微粒 高速 Pulse laser Driven Aerospace particles Hypervelocity 利用计算机进行红外成像系统的仿真有助于系统的整体设计,同时也是评价系统性能的有力工具.概述了红外成像系统计算机仿真技术所采取的?匾际趼废摺⒀芯糠椒ê脱芯砍晒南肿?对现有的几个典型仿真模型进行了介绍和比较,并提出了几点看法.
红外成像系统 仿真 模型 Infrared imaging system Simulation Models 论述了一种新型的机器人视觉系统所用激光准直光束的获取方法,分析了半导体激光束的像散椭圆高斯光束特性,设计了光束准直系统的光学结构,利用光斑法对准直度进行了检验,实验证明利用这种方法获取的准直光束符合该视觉系统的要求.
机器人视觉 半导体激光器 扩束镜 针孔滤波器 准直镜 Robotic vision Semiconductor laser Expending lens Pinhole filter Collimation lens 针对高技术空袭特点,分析了重点交通目标面临的威胁,以及现有交通保障和防空体系面临的严峻挑战,指出对重点交通目标进行一体化伪装防护的必要性,提出了重点交通目标一体化伪装防护系统设计的基本构想,并对主要伪装防护措施的有效性作了简明的阐述,证明一体化伪装防护系统在技术上是可行且易实现的.
交通目标 一体化伪装 防护系统 Traffic targets Integrative camouflage Defence system 集成光学器件已在许多领域得到了应用,对所有的光学器件,光纤与芯片之间的耦合都是一大难题,这是因为耦合的对准精度要求十分严格.常用的耦合方法之一是用精确腐蚀的Si-V型槽作为集成光学器件尾纤耦合时光纤的固定夹具,V型槽的质量直接关系到耦合的成败.探讨了Si-V型槽制作的理论、尺寸设计及工艺.
硅V型槽 集成光学 光纤耦合 Si V groove Integrated optical Fiber coupling 该系统可以实现对DVB系统的测试和诊断,并能对符合DVB标准的视频节目进行分析.首先,由于采用了多线程的调度算法和层次化的设计结构,能对被测模块处理过程中的码流进行实时分析,通过显示码流的基本信息和出错信息,即码率、每个节目的PID、同步丢失等,完成DVB系统的在线诊断.接着对码流进行更复杂的非实时分析,通过给出码流的SI信息、PCR信息,检测码流中的部分错误,达到对DVB系统的深入诊断.
服务信息表 多线程调度 MPEG-2 MPEG-2 DVB DVB SI table Multi thread scheduling 阐述了码率变换再量化过程中再量化误差的产生及其实质,给出了应用最小均方误差(MSE)准则减少再量化误差的原理.在码率变换再量化器一端,根据首次量化值在量化区间的概率分布中心决定该量化值的区间,有效地消除了量化区间跨区交叠所引入的再量化误差.给出了减少再量化误差方案的实现步骤.实验和模拟结果均表明:该方案有效地减少了再量化误差,获得了较好的图像质量.
码率变换 再量化 最小均方误差 Transcoding Re-quantization MSE 对MPEG-4自然视频编码的关键技术作了详细的分析和阐述.首先介绍MPEG-4视频语法结构,并对视频编码的框架作概要分析.接着分析了自然视频编码中涉及到的关键技术,包括:VOP的产生;二值和灰度级α平面的编码技术;运动估计和补偿方法;纹理编码;基于对象的时间分级和空间分级;MPEG-4提供的再同步和各种错误掩盖、刷新方法;精灵编码技术和零树小波基的静止图像编码技术.指出MPEG-4和MPEG-1、MPEG-2等标准的异同,突出MPEG-4的三个主要特点.最后给出MPEG-4技术在网络视频传输中的应用,并给出测试和分析.
视频对象 形状编码 运动估计 纹理编码 MPEG-4 MPEG-4 Video object Shape coding Motion estimation Texture coding