针对空地背景下的红外时敏弱小目标检测, 提出了一种实用的空地红外时敏弱小目标检测方法。首先, 采用快速自适应双边滤波对红外图像进行预处理, 平滑边缘信息, 消除噪声干扰;其次, 使用模板为3×3大小的高通滤波器对红外图像进行大面积背景抑制;然后, 根据梯度特征, 采用多步八向梯度法进一步消除高频背景信息;最后, 使用自适应阈值分割的方法对红外时敏弱小目标进行提取。实验结果表明, 所提方法对空地背景下的红外时敏弱小目标检测具有较好的鲁棒性和检测性能。
红外图像 时敏弱小目标 双边滤波 高通滤波 方向梯度 infrared image time-sensitive weak and small target bilateral filtering high-pass filtering directional gradient
中国石油大学（华东） 计算机科学与技术学院，山东 青岛 266580
提出一种结合人眼视觉敏感特性的无参考图像清晰度客观评价方法，利用高通滤波划分出人眼视觉敏感（图像细节）和非敏感区域，分别计算对应区域的清晰度，最后加权求和得出整幅图像的清晰度。利用公开的4个图像库与现有的6个无参考清晰度评价模型进行测试和比较，所研究的评价模型计算结果与主观评价分数有较好的一致性，且运算速度较快。
图像质量评价 无参考清晰度评价 人眼视觉敏感特性 高通滤波 Image quality evaluation no reference sharpness evaluation human visual sensitivity high-pass filtering
中北大学信息与通信工程学院, 山西 太原 030051
针对传统鬼成像方法恢复图像差导致的边缘检测困难,提出了一种建立在高通滤波基础上的鬼成像改进方法。随机生成的灰度图在被输入空间光调制器前先经高通滤波处理,通过关联运算恢复出未知物体不同方向上的高频分量,然后根据所使用的滤波方法以相应的重构方法恢复出边缘图像,实现在无需预知物体信息的前提下对未知物体的边缘检测。实验以Kirsch滤波和非下采样轮廓波变换(NSCT)为例,表明了相比于传统的鬼成像边缘检测方法,该算法得到的边缘图像在主观上平滑性更好,清晰度更高,在客观上其边缘信噪比和均方误差指标均有所优化。
成像系统 鬼成像 边缘检测 高通滤波 关联运算 激光与光电子学进展
2020, 57(2): 021101
1 中国人民解放军91245部队, 辽宁 葫芦岛 125001
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
针对夜间图像整体亮度低、图像细节多集中在较低灰度级范围内的特点, 本文提出了一种像素级自适应融合的夜间图像增强方法。首先, 通过高通滤波的方式滤除图像的大部分暗背景信息, 以整体增强图像各区域灰度细节; 然后, 将滤波后的图像与原始图像进行像素级自适应加权融合, 其中每个像素点对应的两个权值取决于滤波图像内对应像素值与目标模糊集、背景模糊集的接近情况: 越接近目标模糊集, 滤波图像对应像素权值增大, 同时原始图像对应像素权值减小; 越接近背景模糊集, 则相反, 以此来进一步增强图像的全局对比度, 增强视觉效果。实验结果表明: 增强后的夜间图像在灰度细节和全局对比度方面都得到了显著提高。对于320×256分辨率的灰度图像, 在CPU主频为3.0 GHz的硬件环境下, 处理时间小于10 ms。 采用本文方法处理的夜间退化图像的成像质量得到了明显改善, 且其良好的实时性能够更好地满足工程应用需求。
夜间图像增强 高通滤波 图像融合 权值自适应 night image enhancement high pass filter image fusion adaptive weight
1 西安电子科技大学 物理与光电工程学院, 陕西 西安 710071
2 中国电子科技集团公司第五十四研究所, 河北 石家庄 050081
为解决基于传统时域高通滤波红外图像非均匀性校正算法存在“鬼影”现象以及固定图案噪声去除不彻底的问题, 提出了一种加权引导滤波和改进时域高通滤波相结合的非均匀性校正算法。首先, 利用加权引导滤波准确分离红外图像中的空域高频成分; 然后, 计算红外图像中像素点灰度值变化幅度; 最后, 在进行时域高通滤波时对红外图像中的运动区域和静止区域使用不同时间常数进行校正。采用两组真实红外图像序列进行实验, 并与经典的双边滤波时域高通, 均值滤波时域高通非均匀性校正算法进行比较。实验结果表明: 文中所提算法在主观视觉和客观评价指标方面优于其他两种算法, 有效降低了红外图像的非均匀性, 不会产生“鬼影”, 取得了较好的非均匀性校正效果。
红外焦平面阵列 非均匀性校正 加权引导滤波 运动判断 时域高通滤波 infrared focal plane array non-uniformity correction weighted guided filter motion judgement temporal-high pass filter 红外与激光工程
2018, 47(12): 1204001
1 昆明物理研究所，云南昆明 650223
2 微光夜视技术重点实验室，陕西西安 710065
3 中国兵器工业集团第 298厂，云南昆明 650114
红外成像已经广泛应用到**和民用当中；但由于受到制造工艺的限制，从红外焦平面得到的图像数据往往需要做非均匀校正。而不同的校正算法往往具有不同的特征和优缺点，为了能让红外成像技术研究者快速找到一种合适的非均匀校正算法，本文调研了国内外最新的基于场景的非均匀校正算法，并以基于高通滤波、基于统计和基于配准几大类的典型研究，分析了各类算法的优缺点，为相关的研究者提供参考。
红外焦平面 非均匀校正 高通滤波 统计估计 配准 infrared focal plane nonuniformity correction high-pass filtering statistical methods registration-based methods
1 电子科技大学 光纤传感与通信教育部重点实验室, 成都 610054
2 西南石油大学 电气信息学院, 成都 610500
反射型量子点半导体光放大器(R-QDSOA)相较于传统RSOA具有皮秒级的载流子恢复速率和几十GHz的调制带宽, 将其应用在高速的波分复用无源光网络(WDM-PON)中具有巨大的潜力. 根据R-QDOSA的载流子速率方程和光场传输方程, 建立了R-QDSOA的仿真模型, 对其在增益饱和情况下的高通特性进行研究. 研究结果表明: 通过增加输入光功率、最大模式增益、有源区长度和减小注入电流, 可提高最大信号增益和3 dB截止频率; 通过合理的参数设置, R-QDSOA的3 dB截止频率可高达10GHz以上. 该研究在无色WDM-PON的再调制方面展现了巨大的优势, 并对提高R-QDSOA调制带宽具有理论指导意义.
光电子学 无源光网络 速率方程 反射型量子点半导体光放大器 高通滤波 增益饱和 带宽 无色 Optoelectronics Passive optical networks Rate equations Reflective quantum-dot semiconductor optical ampli High-pass filters Gain saturation Bandwidth Colorless
张新群 1,2,3,4,*赵国忠 1,2,3,4王佳 1,2,3,4
1 首都师范大学物理系, 北京 100048
2 北京市太赫兹波谱与成像重点实验室, 北京 100048
3 北京市成像技术高精尖创新中心, 北京 100048
4 太赫兹光电子学教育部重点实验室, 北京 100048
针对太赫兹波段高通滤波器, 介绍了利用光刻工艺在镀有铝层的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜上进行亚波长结构样品的实验室制备过程, 主要研究了亚波长矩形金属孔阵列结构对太赫兹波透射特性的影响, 并利用仿真软件对这种结构的高通滤波特性进行了理论分析。对矩形孔结构中孔的大小和金属线宽对高通滤波效果的影响做了数值分析, 并建立了相应的数学模型。
光学器件 太赫兹 高通滤波器 矩形孔 金属结构 激光与光电子学进展
2017, 54(8): 082302
1 湘潭大学材料科学与工程学院， 湖南 湘潭 411100
2 西北核技术研究所强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室， 陕西 西安 710000
粒子场离轴滤波全息技术是减少背景噪声影响、改善粒子场再现像质量的有效方法。滤波器尺寸与再现粒子像密切相关，合适的滤波器尺寸有利于粒子的识别和测量。解析分析了高通滤波器尺寸、4F系统前焦距及粒径对圆形粒子离轴滤波全息再现像强度分布的影响规律，数值模拟了不同尺寸的高通滤波器对相同粒径粒子全息再现像强度分布的影响，并开展了离轴滤波全息实验。研究结果表明，高通滤波器可以有效提高粒子图像的对比度；粒子尺寸不变时，滤波器尺寸越小或4F系统前焦距越大，再现粒子像强度分布越均匀，同时边界梯度越大；滤波器尺寸和4F系统前焦距恒定时，粒子越大，再现粒子像内部逐渐呈现明暗相间变化的圆环，同时粒子边界越来越清晰。
全息 离轴全息 高通滤波器 解析 粒子 激光与光电子学进展
2017, 54(6): 060901
