中国电子科技集团公司光电研究院，天津 300308
针对目前转台的防护措施不完善的现状，设计了一种基于超声波测距的转台防护系统。介绍了超声波测距的基本工作原理，详细叙述了转台防护系统的硬件设计和软件设计。在实验室内完成了测试。测试结果表明，在预先设置的最近 30 cm和最远报警距离 70 cm处，该系统均能及时触发报警，并切断转台的使能控制按键，保证了测试人员的安全。验证了超声波测距转台防护系统的可行性，为其他转台防护设计提供了技术支持。
超声波测距 转台防护 单片机 语音报警 ultrasonic ranging turntable protection microcontroller voice alarm
中国电子科技集团公司光电研究院，天津 300308
提出了一种基于STC15W4K56S4单片机的新型干扰模拟弹设计方法，结构设计方面与干扰弹外形一致、质量一致、装填方式一致，电路控制方面不仅仅是电气特性的模拟，更注人机交互如灯光、语音和音效方面的设计。根据干扰弹桥丝熔断特性，利用磁保持继电器作为通路控制开关，并实时监测磁保持继电器触点簧片的工作状态。并充分考虑训练需求，增加了自动定时装填与手动装填功能、排故“报数”功能、激发电流与激发时间读取功能等一系列贴近装备实际使用和装备通路检测的实用功能。由于结构形式不适合安装显示屏，实际训练多为户外环境且安装位置不便于通过显示屏等方式读取，故采用了语音播报的方式读取各类信息。实际应用表明，该设计方案便于使用、操作友好、运行稳定可靠。
通路检测 模拟弹 声光模拟 ignition path detection simulation bomb acoustooptic simulation
CCD作为一种光电转换器件, 具有成本低、结构简单、扫描速度快、频率响应高等优点, 越来越广泛地运用到测量领域。提出采用单色线阵CCD, 以非接触的光学方式对角度信息进行编码调试, 通过采集该信号利用数据处理模块, 完成对图像信号的解调, 实现角度值的测量。系统选用TSL1401和LPC2138为核心构成嵌入式测量系统, 利用TSL1401采集信号, 通过A/D传输到LPC2138中进行数据处理, 最终得到角度值。系统通过光学的方式对角度进行测量, 实现了非接触式测量。
非接触测量 角度测量 线阵CCD non-contact measurement angle measurement linear CCD LPC2138 LPC2138
中国电子科技集团公司光电研究院, 天津 300308
传统微弱激光编码信号发生器存在体积大或编码精度差等问题。文中提出一种基于STC15W408AS单片机手持式微弱激光编码信号发生器的设计, 解决了传统单片机定时器定时精度差, 需高速复杂可编程逻辑器件(CPLD)辅助设计的问题。采用可编程计数器阵列(PCA)定时器模式, 将单片机输出的脉冲时序精度提升至亚微秒级。整机采用单+3.7 V供电方案, 可通过按键或WiFi进行控制, 具有功耗低、时序信号精度高、易于携带和操作使用等优点。
微弱激光编码信号发生器 可编程计数器阵列 weak laser coding signal generator STC15W408AS STC15W408AS programmable counter array
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
分析了红外焦平面阵列(IRFPA)基于定标的非均匀性校正法(NUC)和基于场景的NUC算法各自的优势和问题, 在此基础上提出了联合非均匀性校正方法。根据上电时刻焦平面衬底的温度值, 从FLASH中提取事先存储的对应温度区间的增益和偏置校正参数, 初步消除探测器的非均匀性。通过分析初步校正后图像残余非均匀性噪声的特性, 提出了一种自适应非均匀性校正算法NSCT, 对经过NSCT分解后的子带图像, 利用贝叶斯阈值逐点进行信号方差和噪声方差估计, 计算出残余非均匀性噪声后并加以去除。实验结果表明, 该算法能有效提高校正精度, 并具有更强的环境适应性。
红外焦平面阵列 联合非均匀性校正 基底温度 非下采样Contourlet变换 贝叶斯阈值 IRFPA combined nonuniformity correction substrate temperature non-subsampled contourlet transform(NSCT) Bayesian threshold 强激光与粒子束
2016, 28(12): 121001
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033
2 中国科学院大学，北京 100049
分别分析了红外焦平面阵列(IRFPA)基于定标的非均匀性校正法(NUC)和基于场景的NUC算法各自的优势和问题，在此基础上提出了联合非均匀性校正方法。根据上电时刻焦平面衬底的温度值，从FLASH中提取事先存储的对应温度区间的增益和偏置校正参数，初步消除探测器的非均匀性。通过分析初步校正后图像残余非均匀性噪声的特性，提出了用具有保边缘特性的P-M滤波取代传统神经网络算法中的四邻域均值滤波来获得期望图像，从而减小了图像边缘误差。实验结果表明，该算法收敛速度快，校正精度高，有效避免了因红外焦平面响应特性漂移而引起的图像降质。
联合非均匀性校正 衬底温度 神经网络算法 P-M模型算法 IRFPA IRFPA combined nonuniformity correction substrate temperature neural network algorithm P&M model algorithm 红外与激光工程
2016, 45(3): 0304002
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100039
3 总装备部 工程兵科研一所, 江苏 无锡 214035
提出了一种基于投影最大特征峰匹配的稳像算法来进一步提高灰度投影稳像算法的实时性。首先, 将参考帧与当前帧图像等分为若干区域子块, 根据灰度投影计算公式分别计算每个子块的水平投影和垂直投影; 依次计算两帧图像相应子块中对应的垂直和水平投影最大特征峰的位置差值, 作为相应子块的水平和垂直运动矢量。然后, 根据帧间运动矢量变化程度进行运动矢量修正。最后, 根据各子块的运动矢量统计结果进行全局运动估计。将该最大特征峰匹配算法运用到多光谱成像系统进行实验, 并与较经典的灰度投影算法做了比较。结果表明: 在保证相同的稳像效果前提下, 对于分辨率为1 024 pixel×1 024 pixel的图像序列在(-60, 60)搜索范围内进行运动估计时, 前者比后者的运算时间节省了近20%。提出的算法突破了现有投影稳像算法需要对可能的区域逐一搜索的繁琐匹配过程, 具有较好的实时性和良好的稳像效果。
电子稳像 灰度投影 特征峰匹配 运动估计 digital image stabilization gray projection characteristic peak matching motion estimation
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
为了进一步提高C-V模型的分割速度、降低初始轮廓曲线位置对分割结果的耦合性, 提高多光谱成像仪图像分割效率, 本文提出一种改进的C-V模型。该模型通过将每次迭代得到的距离函数的最大值引入C-V模型的Dirac函数, 对该函数进行自适应参数修正, 以拓宽活动轮廓线的有效作用范围, 进而大大降低分割算法的迭代次数。实验结果表明, 与经典的C-V模型相比, 改进的C-V模型在其终止条件下得到了较理想的分割效果, 降低了初始曲线位置对最终分割结果的影响, 且新模型的收敛速度在原有的基础上至少提高了7倍。改进的C-V模型在实时性及全局性方面都得到了明显改进, 进一步提高了该算法在多光谱成像仪的图像分割方面的鲁棒性。
多光谱成像仪 图像分割 偏微分方程 几何活动轮廓模型 C-V模型 multi-spectral imager image segmentation partial differential equation geometric active contour model C-V model
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 总装备部工程兵技术装备研究所, 无锡 214035
针对红外图像信噪比低、目标边缘和细节模糊等缺点, 提出了一种基于梯度直方图变换增强红外图像细节的方法。通过分析红外图像的梯度直方图, 构造出一个高斯函数来扩展梯度直方图, 增大图像的梯度值。采用直方图规定化法, 实现图像的梯度直方图规定化, 得到变换的梯度场。在从变换的梯度场重建增强的图像时, 引入全变分(TV)模型来抑制噪声。实验结果表明, 提出算法的图像信息熵比灰度直方图均衡化和规定化算法显著提高, 明显增强了红外图像的纹理细节, 为目标检测、跟踪和识别提供了高质量的图像信息。提出的算法采用有限差分法迭代进行求解和Visiual C++编程, 对大小为480 pixel×480 pixel的图像的处理时间约为40 ms, 基本达到了工程应用对图像处理的要求。
图像处理 红外图像增强 梯度直方图变换 全变分 image processing infrared image enhancement gradient histogram transform total variation
