1 塔里木大学机械电气化工程学院, 新疆 阿拉尔 843300
2 塔里木大学植物科学学院, 新疆 阿拉尔 843300
高光谱无损检测技术在果品定量无损检测中应用广泛, 以冬枣、 红提、 香梨三种果品空间特性光谱为研究目标, 探索空间特性光谱的影响因素和反演方法, 为提高户外果品无损检测精度提供了一种新思路。 分别提取三种果品的光谱库并计算空间特性光谱, 依次使用马氏距离、 浓度残差等预处理方法以及竞争性自适应权重取样算法选取特征波长, 将处理后的三种果品空间特性光谱分别与品质(糖度、 水分)和方位(探测角、 方位角、 相位角)建模, 建模结果如下: 三种果品(按照冬枣、 红提、 香梨的顺序)与糖分模型的相关系数r分别为: 0.853 3, 0.822 7和0.913 3; 水分模型的相关系数r分别为: 0.741 3, 0.784 7和0.891 3; 探测角模型相关系数r分别为: 0.985 6, 0.992 7和0.974 7; 方位角模型相关系数r分别为: 0.941 8, 0.910 5和0.936 9; 相位角模型相关系数r分别为: 0.960 9, 0.957 0和0.956 3。 可以看出, 不同果品方位模型相关性都明显高于品质模型相关性, 因此方位因素是影响空间特性光谱的主要原因。 使用Roujean模型和Walthall模型分别对不同方位的空间特性光谱进行反演, 反演结果如下: 使用Roujean模型反演三种果品(按照冬枣、 红提、 香梨的顺序)空间特性光谱时R2分别为0.934 4, 0.928 1和0.830 6; r分别为0.990 2, 0.983 9和0.969 1; RMSEP分别为0.030 9, 0.048 7和0.062 7; 平均模型误差分别为7.27%, 11.02%和8.61%。 使用Walthall模型描述不同果品空间特性光谱时R2分别为0.943 3, 0.859 7和0.839 0; r分别为0.991 8, 0.971 8和0.970 2; RMSEP分别为0.036 6, 0.066 1和0.068 7; 平均模型误差分别为6.19%, 15.40%和7.84%。 可以看出, Roujean模型可以很好的描述冬枣和红提的空间特性光谱, 也可以较好的描述香梨空间特性光谱; Walthall模型可以很好的描述冬枣空间特性光谱, 也可以较好的描述红提和香梨空间特性光谱。 综上所述, 在今后试验中可以使用Roujean模型反演红提和香梨的空间特性光谱, 使用Walthall模型反演冬枣的空间特性光谱, 进而提高户外果品户外果品无损检测精度。
二向反射分布函数 空间特性光谱 Roujean模型 Walthall模型 Bidirectional reflectivity distribution function Background spectrum Roujean model Walthall model
1 上海大学 通信与信息工程学院，上海 200444
2 中原工学院 理学院，河南 郑州 450007
3 上海市气象局，上海 200030
红外高光谱大气垂直探测仪数据的垂直空间特性由探测仪光谱性能指标间接决定，并与所关注的大气参数及其变化有并。本文在剔除大气参数探测信噪比过低的无效通道的基础上，针对 FY-4A卫星红外高光谱大气垂直探测仪GIIRS数据对水汽和臭氧变化响应的峰值高度、高度分辨率、垂直不对称性及垂直覆盖范围进行了评估，并与大气温度探测的垂直空间特性评估结果进行对比分析。结果表明： 1）和大气温度一样，FY-4A GIIRS 对大气水汽具有垂直分布探测能力，水汽探测垂直覆盖12 km以下对流层（探测峰值高度在11 km以下），而大气温度探测覆盖整个对流层和平流层中下层； 2）FY-4A GIIRS 对臭氧具有10～21km高度范围臭氧总量探测能力，探测峰值高度集中在16.4 km附近。本研究有助于从探测垂直空间特性角度把握FY-4A GIIRS 红外高光谱数据应用能力。
垂直空间特性 红外高光谱 FY-4A GIIRS 水汽 臭氧 vertical space characteristics infrared hyper-spectral FY-4A GIIRS water vapor ozone
南京理工大学电子工程与光电技术学院, 江苏 南京 210094
条纹非均匀性是红外焦平面阵列成像系统中一种较为常见的固定图案噪声,其对成像质量会产生很大的影响。通常认为图像的非均匀性主要体现在像素间的灰度差,即非均匀性所引起的灰度差。为了解决这一问题,提出一种利用灰度差估计的条纹非均匀性校正方法。该方法根据条纹噪声的空间特性,对每一帧图像的非均匀性条纹的所在位置进行判断;根据条纹位置处相邻像素间的灰度差,对该处存在的非均匀性进行初步估计,并对下一帧的估计结果进行评价以进一步完善估计值。实验结果表明,所提方法能够显著减少条纹非均匀性,并且能够有效地保护图像的边缘信息。
成像系统 图像处理 红外焦平面阵列 灰度差估计 条纹非均匀性校正 空间特性
中国电子科技集团公司光电研究院, 天津 300308
针对当前在大气散射计算中, 广泛采用Junge谱带来的对近地面气溶胶粒子分布估计不准确的问题, 采用对近地面气溶胶粒子分布描述较好的正态对数谱, 建立大气激光散射模型, 对1.06 μm激光的大气散射的空间和时间特性进行仿真分析。结果表明, 散射强度随离轴距离的增加, 呈先快速减弱, 再缓慢减弱的趋势; 在离轴位置上, 探测光强主要来自距探测点较近的位置; 探测光信号峰值随离轴距离的增加逐渐后移, 而且脉宽逐渐增加。
正态对数谱 Mie散射 空间特性 时间特性 normal logarithm distribution Mie scattering space characteristic time characteristic
1 西安交通大学电子与信息工程学院陕西省信息光子技术重点实验室, 陕西 西安 710049
2 光电信息控制和安全技术重点实验室, 河北 三河 065201
采用蒙特卡罗方法，研究了散射介质各向异性因子等参数对超短脉冲在散射介质中传播的时间和空间分布以及各散射阶次光子强度比例分布的影响。研究结果表明，当各向异性因子或吸收系数减小、散射系数或传播深度增大时，脉冲的时间展宽和空间扩散都随之增强，高散射阶次光子强度比例也随之增大。
超快光学 散射 蒙特卡罗 散射介质 时间和空间特性
中国科学院上海光学精密机械研究所,上海 201800
远场光学显微镜受衍射极限分辨率的限制,而近场光学显微镜由于缺乏层析能力,则无法实现超分辨的三维成像。研究了既可突破远场光学显微术的衍射极限分辨率又可实现三维成像的成像技术——受激发射损耗(STED),综述了STED的分辨率与STED光的光强、延迟时间、光斑空间分布等主要参数的关系,以及该技术的最新进展和应用前景。
分辨率 衍射极限 受激发射损耗 时间特性 空间特性 激光与光电子学进展
2005, 42(10): 51
