1 中国科学院智能红外感知重点实验室，上海 200083
2 中国科学院上海技术物理研究所，上海 200083
3 中国科学院大学，北京 100049
为了实现天基红外遥感图像中的弱小目标检测，抑制复杂的结构背景，提出了二维空域廓线法。算法以一维时域廓线目标检测理论为基础，将其扩展到二维空域，应用于单帧目标检测。采用二维空域廓线可以获得背景估计，用原始图像减去背景图像可获得包含目标的前景图像。将本文算法与现有的单帧目标检测算法相比，可获得更大的 ROC曲线面积，表明提出算法优于同类算法。
红外弱小目标 背景抑制 空域廓线 infrared dim point target background suppression spatial profile
1 上海海事大学 信息工程学院,上海 201306
2 中国科学院上海技术物理研究所 中国科学院红外探测与成像技术实验室,上海 200083
基于时间延迟积分的红外点目标探测系统在推扫成像过程中会受到速度失配的影响导致点目标的探测性能降低.基于调制传递函数的传统频域建模分析方法由于缺少相位传递函数的介入, 无法对目标探测性能的影响进行有效分析.为了解决该问题, 采用成像系统的点扩散函数以及线扩展函数建立了成像系统的速度失配模型, 并对速度失配对目标检测系统的影响进行了研究.模型理论计算以及实际成像实验结果表明, 当时间延迟积分级数为8级, 速度失配量ΔV/V=25%时, 点目标能量响应均值下降50％, 当速度失配达到ΔV/V=12.5%时, 点目标能量响应均值下降30％.研究结果可为后续红外时间延迟积分成像系统的设计提供参考.
红外成像系统 点目标探测 时间延迟积分 速度失配 Infrared imaging system Point target detection Time delay intergration Velocity mismatch
1 中国科学院空天动目标红外探测与识别技术重点实验室, 上海 200083
2 中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
3 中国科学院大学, 北京 100049
分析了闪元现象在红外扫描图像中的特点, 设计了基于时序多帧最大值投影的闪元检测与补偿方法.考虑到闪元仍然保留了一定的信息获取能力, 采用一维中值滤波的方法单独对闪元位置进行背景抑制, 对闪元补偿后的图像进行常规目标检测.实验验证表明, 经背景抑制后, 闪元位置平均目标信杂比可以达到常规位置的96%, 目标信息得到较好的保留.常规目标检测方法不再受到闪元噪声的干扰.
闪元噪声 红外线列探测器 多帧最大值投影 弱小目标 flickering pixel noise infrared linear detector multi-frame maximum projection low signal-noise ratio(SNR) small target
1 中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
2 中国科学院大学, 北京 100049
卡尔曼算法在目标跟踪、风向预测、非均匀性矫正领域都有着广泛应用。提出了用卡尔曼算法进行线列相机扫描灰度值的预测。根据线列探测器的实时扫描, 得出了灰度直方图的变化, 并将这一过程归一化到卡尔曼公式中; 用递推法快速测出了下一时间灰度的统计分布, 间接预测了积分时间, 最终达到了红外线列探测器动态范围自适应控制的目的。采用多幅8 bit图像为不同场景提供仿真环境, 最终快速稳定地预测出了下一阶段的灰度分布统计图。结果为红外线列相机扫描提供了智能化解决方案。
卡尔曼 灰度分布直方图 自适应调整 Kalman gray level histogram adaptive adjustment
1 中国科学院上海技术物理研究所，上海 200083
2 中国科学院红外探测与成像技术重点实验室，上海 200083
针对长线列红外时间延迟积分(TDI, Time Delay Intergration)探测系统面临通道多、噪声大、体积大、质量重、功耗大等问题，提出了利用专用集成电路(ASIC, Application Specific Integrated Circuit)方法解决长线列红外TDI探测读出电路中面临的问题。通过实现由一款全定制ASIC芯片(8路红外信号调理芯片)和红外TDI探测器构建的红外探测扫描成像系统验证ASIC芯片可以解决长线列红外TDI探测系统中所面临的上述问题，整个系统噪声为1.42 mV，功耗为0.72 W。实现了读出电路的高集成化，减少设计复杂度和工作量，为微型化、小型化航天遥感卫星研发提供技术支持和实践基础。
长线列TDI探测器 扫描成像系统 AISC ASIC long array column TDI scanning imaging system
1 四川大学 制造学院 测控系, 四川 成都 610065
2 中国科学院 光电技术研究所, 四川 成都 610209
从圆柱度误差的测量要求和圆柱度误差评定搜索算法两个方面研究了提高测量精度的方法。为了减小圆柱度误差测量中的工件倾斜误差, 设计并分析了两点垂直布局的调平方法; 根据工件轴线的方向余弦, 计算得到了两点调整的高度值, 克服了手动调整存在的问题, 实现了工件快速精确调平并提高了工件圆柱度的测量精度。由于圆柱度误差评定是对满足最小条件的圆柱轴线的搜索, 文中针对Nelder-Mead单纯形法的收敛精度依赖于初始解和收敛速度较慢, 提出了拟牛顿法和Nelder-Mead单纯形法相结合的联合算法来实现全局最优解的快速准确搜索。对经典测试函数的Matlab仿真及实际测量数据的应用表明, 该联合算法能有效地提高收敛速度和收敛精度, 其收敛速度提高了50%, 收敛精度提高了1倍, 从而提高了工件圆柱度误差的测量精度。
圆度仪 调平 圆柱度误差 拟牛顿法 Nelder-Mead单纯形法 收敛 测量精度 roundness measuring instrument leveling cylindricity error quasi-Newton method Nelder-Mead simplex method convergence measurement precision 光学 精密工程
2014, 22(12): 3360
1 中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
2 中国科学院红外探测与成像技术重点试验室, 上海 200083
空间相机采用交错排列线列探测器对地成像，其奇、偶列图像数据在沿轨方向出现明显的错位变形，为保证图像的几何精度，提出了一种错位校正方法。通过坐标变换法建立了空间相机对地几何成像模型，分析了错位产生的原因。并对交错排列线列探测器对地成像特性，以及沿轨方向、和线列方向的错位位移情况进行了分析。利用蒙特卡洛法分析了轨道、姿态扰动以及目标高程等因素对错位变形的影响，根据其错位变形情况，提出了一种基于光流场的错位校正方法，利用奇、偶列图像的图像块匹配结果生成图像的光流场，通过光流场来实现图像的错位校正。将该方法用于某红外相机遥感图像的错位校正处理，能显著去除掉遥感图像的错位变形，验证了错位变形分析方法以及错位校正方法的有效性。
遥感 图像处理 错位校正 线列探测器 光流场 光学学报
2014, 34(s1): s110003
1 上海海事大学，上海200135
2 中国科学院上海技术物理研究所，上海200083
针对遥感图像由于较大仿射变换关系、相似图案和多源性等导致图形匹配时出现伪同构现象，提出了一种基于双向邻域过滤策略的图形匹配方法.本方法采用双向邻域的图形特征描述子来表示特征点的邻域关系.当误配点的双向邻域任意顶点在后期迭代中被视为误配点时，将与匹配点集具有稳定双向邻域结构的点恢复至匹配点集，同时剔除伪同构中残留的误配点.通过与Random Sample Consensus (RANSAC)、Graphing Transformation Matching(GTM)算法以及提出的双向邻域匹配方式比较得出，基于双向邻域过滤策略的匹配方式能够处理空间顺序匹配时存在的伪同构问题，同时获得更高的召回率和匹配率.
图像配准 图形匹配 遥感图像 伪同构 image registration graph matching remote sensing images pseudo isomorphic
