论述了研制光电对抗仿真试验系统建设的目的和意义,光电**系统的现状和发展趋势,介绍了光电对抗仿真试验系统的一般组成,给出了光电**系统的常规试验内容和试验流程,并论述了可能采用的试验方法.

激光引信是制导**普遍使用的近炸引信,然而要在实验室内获得接收机窗口处的光信号功率并验证信号处理系统的准确性是比较困难的.针对这一问题,提出一种基于光纤传输的激光引信仿真系统.此系统首先通过耦合透镜和自聚焦透镜将发射机输出的激光束耦合进入光纤通道,然后通过程序控制的宽带光强衰减器实时地模拟光束经过目标反射引起的光强衰减,最后将衰减后的光信号通过光纤传输并经过耦合透镜馈入引信的接收机窗口.该系统的设计能够较为准确地模拟激光引信在交会过程中的回波光功率大小,并可实时地仿真激?庖鸥魍ǖ赖幕夭ㄐ藕?从而可以在实验室内验证激光引信信号处理系统的可靠性.

ICCD相机建模是该相机图像模拟和改进相机设计、系统性能优化需要解决的重要问题.依据ICCD相机实际物理结构和参数建立了完整动态响应的物理模型和系统的噪声模型,并对相机在典型工作条件下的系统性能进行了仿真分析.

叙述了红外GaAs液晶光阀的工作原理和主要构成,并由此建立了红外GaAs液晶光阀一维等效电路模型,根据此模型着重分析光电导层GaAs的厚度对红外液晶光阀的红外调制动态范围、驱动频率和分辨率的影响,给出了部分相关曲线,得到最佳GaAs厚度范围.根据此模型计算出液晶光阀的结构参数,重新设计了液晶光阀并给出了部分实验结果.

在红外热像的生成仿真中,为达到高的性能价格比,提出了一种信号注入式仿真方法来产生舰载光电跟踪仪所探测到的红外热像.该系统由6个相互作用的模块组成.目标、背景和干扰的辐射经过大气衰减到达传感器,用LOWTRAN模型计算大气辐射和大气衰减,通过建立传感器的数学模型形成灰度量化规则,用OpenGL生成了整个三维场景.通过该系统,可以在实验室环境下评估光电跟踪仪识别和跟踪目标的能力,从而减少了外场试验的次数.

介绍了目前国内常用的主动式无热化技术和国外已成功采用的被动式无热化技术的原理.根据国内的加工工艺水平,分别从3个角度:球面系统光学材料匹配;引入非球面;使用简单的机械辅助结构讨论了从国外引进被动式无热化技术的可能性.经实例设计和大量数据分析得出结论.另外还介绍了目前国内适用于热成像的红外光学材料.

介绍了320×240非制冷红外头盔成像单元的基本原理,以及基于片上系统设计非制冷红外头盔热成像电路单元的方法,给出了现场可编程阵列功能组成框图.在分析成像电路结构的基础上,重点介绍了A/D转换、非均匀性校正及显示控制等关键技术,对主要驱动信号进行了仿真,结果表明:采用单片高性能的现场可编程器件,基于片上系统方法设计非制冷红外头盔成像电路是可行的.

研究采用傅里叶变换近红外光谱仪在近红外区域(750～2500 nm)利用线性回归分析的方法测定对二乙基苯纯度.该方法大大缩短样本的检测时间,节约了费用,并且使对二乙基苯的合成过程易于控制.将傅里叶变换近红外光谱对未知样品的预测结果与气相色谱的测定结果进行了比较.在5 835 cm-1处,最大相关系数为0.992 9,预测平均相对误差为2.72%,表明该检测方法是可行的.

分析了两级串联马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)干涉型奇偶交错滤波器(Interleaver)的透过率函数.理论上采用梯形波近似的方法,利用傅里叶级数展开的方法选取适当的参数,可得到输出波形通带平坦,阻带加宽的滤波器,其输出稳定性和隔离度均得到了提高.通过实验所得的结果与理论相吻合.

介绍了一种基于半导体激光器调制特性的实用化宽带模拟光纤传输系统及其结构组成和实测性能.该系统的-3dB带宽为30 kHz～1.1 GHz,非线性小于±5%的动态范围不小于40 dB,输出噪声峰峰值小于5 mV.具有频带宽、动态范围大、输出噪声低、抗电磁干扰能力强等特点,可用于复杂电磁环境下的亚纳秒脉冲信号传输.

采用维纳自适应滤波,抑制随机噪声和高斯噪声;利用Otus阈值法分割图像,确定海天线和目标潜在区;利用Top-Hat算子进行形态滤波处理,抑制平缓变化背景并保留高亮度区的目标和强噪声;选择结构元素进行形态开运算,去掉细小的背景杂波干扰;针对远距离舰艇小目标总是出现在海天线附近以及红外目标灰度高于其邻域背景的特点,确定阈值即可分离出真正的目标.实验结果表明,该方法可以较好地抑制海浪、云层等背景的干扰,能有效检测复杂海面背景中的红外小目标.

针对低信噪比雷达图像的特点,在Radon变换的基础上利用机场目标和背景的雷达成像知识对Radon变换的结果进行后处理,以便可靠地提取雷达图像中的机场目标.为了对机场进行定位,给出了一种确定线特征端点的简单有效的方法.同时给出了一种距离变换准则来衡量提取到的线特征和真实线特征的相似度.实验表明,该方法能更可靠地提取雷达图像中的机场目标.

分析了传统的基于整体特征的人脸识别方法(如PCA和FLD等)的原理及其局限性,提出将增强型Fisher判别(EFM)应用于人脸识别中.基于EFM的人脸识别的实验取得了良好的实验结果,与PCA和FLD等方法相比优势明显,并适合于大型人脸数据库的识别任务.

在图像中虹膜位置的有效定位是虹膜识别的关键问题.用一种基于主动轮廓线的方法定位虹膜内边界,先用灰度投影法检测出瞳孔内的一点作为瞳孔的伪圆心,不要求该点一定在瞳孔中心附近,只要能落在瞳孔内部即可;然后以该点为中心,在其周围等间隔地取几个点作为初始的snake,按照snake的运行机制不断进化,直到虹膜的内边界为止;最后,计算进化后的snake形心和snake上的控制点与该形心的距离,取其平均值作为瞳孔的半径,形心作为瞳孔的圆心,即可准确定位出虹膜内边界的位置.实?楸砻?与常见的定位方法--Hough变换和Daugman的圆形检测算子相比,文中的方法速度快、精度高,而且,对瞳孔初始的伪圆心要求不高,鲁棒性更强.

对近地天空的红外图像特性进行了统计分析.具体分析了近地天空长波红外(8～12 μm)图像在晴空、有云、阴天和晚上的均值、方差、水平和垂直扫描线、灰度直方图的规律.结果表明,天空图像灰度均值与大气温度成正比;阴天红外图像方差较小;图像垂直扫描线上灰度值呈线性变化;水平扫描线上图像灰度值基本不变;图像直方图的分布与拍摄天气和时间有关.

在提高图像分辨率过程中,选择合适的成像模型是获得高分辨率图像的一个关键因素.提出一种基于最大后验概率、采用Gibbs成像模型,并利用多帧序列图像重构高分辨率图像的方法,充分利用序列图像之间的累加信息,从而快速地获得较其他方法更优的高分辨率图像.

提出了一种将彩色文本图像分割为背景、图像、文字和图形区域的算法.该算法在一种改进的RGB-椭圆彩色模型上,对每一个分量进行若干次小波变换后的高频小波系数块进行直方图特征分析,并应用粗糙集的分类思想,将彩色文本图像分割为相应的区域.实验结果表明,该算法能得到较好的分割效果.

提出了一种新的红外图像的统计模型,它是由高斯和广义Gamma分布复合产生的,对太阳散射、背景热辐射以及闪烁影响都可以进行准确的描述.该模型可以推导出统计矩的闭合表达式,而且取特定的参数值,模型可以变为几类常用的简单模型.模型的参数可基于统计矩估计得到,然后再根据模型实现对图像的合理分割.

基于相关的模板匹配方法在图像跟踪中得到了广泛的应用,但是这种方法的主要缺点是对图像噪声非常敏感,而且由这种方法得出的相关曲面比较平坦.为了有效抑制噪声和局部遮挡对图像的影响,提出用鲁棒统计中的一个值代替相关值作为距离度量.它不是计算两幅图像的对应像素差值, 而是计算两幅图像中差别不大的对应象素对的个数。实验证明这样得到的曲面相对要尖锐得多.当上述的距离度量应用于跟踪过程中时, 模板的合理更新对跟踪非常重要.基于上述的距离度量方法, 提出了一种新的模板更新策略.利用两幅图像中近似像素在整修匹配模板像素中所占的比例大小决定加权系数.这种加权策略可以自适应地根据图像序列的变化选择更新相关模板,同时在一定程度上减小模板漂移的危险.

图像匹配是一种约束最优化问题,系统是否收敛于全局最优值一直尚未解决.为得到密集连续的视差图,通常在匹配算法中引入唯一性、连续性、有序性约束.但对于遮挡区域的像素,其对应点并不存在,因此过度平滑的视差结果会导致在遮挡边缘处,灰度变化显著的表面渗透至邻接的灰度变化和缓的表面,出现所谓的表面膨胀缩小现象.当定义图像匹配算法中最优匹配标准时,必须根据图像的内在信息加入其他一些约束条件,保证遮挡存在下匹配结果的全局精确度.提出一种稀疏-密集的匹配算法,利用能量图确定稀疏?氖硬钔?然后运用相位匹配方法对视差图进行内插,并结合最优化理论克服局部最优困扰,实现遮挡检测.立体像对的匹配试验结果表明了该方法的有效性.

传统的图像相关匹配方法利用求取对应像素灰度差的累加和进行图像之间的相似性度量,或者设定阈值计算具有相近灰度值的像素点的个数进行相似性度量,由于参考图和实测图之间存在着灰度差异、模糊以及局部遮挡等,使得仅依靠图像灰度信息的算法的性能受到影响.结合图像的边界特征匹配技术,提出了一种新的图像相关匹配算法.该算法首先对图像进行边界提取并二值化,然后利用所定义的基于边缘的相似距离(ESD)对处理后的二值图像进行相似性匹配运算.试验结果表明这种算法在多种图像畸变情况下的有效性。

论述了双路非同步视频信号输入情况下的立体显示的实现;分析了双谱图像融合和立体显示两种技术的异同之处;提出了在立体显示过程中实现双谱图像的假彩色融合;并在研究紫外图像和微光图像特性和预处理方法的基础上,讨论了紫外波段和微弱可见光波段双路单色视频图像在立体显示过程中的假彩色融合、双谱图像立体彩色融合显示方法的适用范围,以及该方法的具体改进措施.

小波图像去噪已经成为目前图像去噪的主要方法之一,目前的研究主要集中于如何选取阈值使去噪达到较好的效果.边缘信息是图像最为有用的高频信息,在图像去噪的同时,应尽量保留图像的边缘信息,基于这一思想,提出一种新的小波图像去噪方法.用数学形态学算子对图像小波变换后的小波系数进行处理,以去除具有较小支持域的噪声,保留具有连续支持域的边缘.实验结果表明,与普通的小波阈值去噪方法相比,该方法不但可以保留图像的边缘信息,而且能提高去噪后图像的峰值信噪比2～5 dB,提高信噪比6～10 dB.

详细研究了温度和Al组分与Al_xGa_1-xAs横向氧化速率的关系,通过分析氧化机制和实验得到的氧化宽度与时间的线性关系,指出在较短时间内的氧化为受AlxGa1-xAs材料与水汽反应速率限制的过程.运用优化的氧化条件,成功制备了氧化孔径为8 μm的垂直腔面发射激光器,最大直流光输出功率为3.2 mW,激射波长为978 nm,工作电流为15 mA.

基于气体直接吸收机理、微机械技术实现的气动红外探测器是对中远波段实现室温探测的新型红外探测器.该探测器的关键结构--微气腔和可动薄膜的腐蚀工艺研究对整个器件的制作有重要意义.根据探测器结构提出了对腐蚀工艺的要求,采用EPW湿法腐蚀的工艺,通过实验研究器件结构制作的最佳腐蚀条件和腐蚀速度,保证了工艺的可控性和器件结构的质量.

详细分析和讨论了DVB各种服务信息表的定义与用途,并且在标准清晰度电视编码器中设计并实现了插入各种服务信息表的接口.通过这个接口可以根据各种业务应用的要求在TS流中插入不同的服务信息表,从而便于开展各种数字电视业务,如电子节目导航、视频点播等.整个系统经过标准仪器测试,符合DVB相应的规范.