提出了一种新型介质栅波导阻带滤波结构,并采用多模网络与严格模匹配相结合的方法对该阻带滤波特性进行了仔细分析,给出了主模TM模的Brillouin图及滤波结构的归一化中心频率、阻带的宽度和带内最大衰减等特性和结构参数的关系.与传统的介质栅滤波器相比,新滤波器结构不仅具有金属损耗小的优点,而且其阻带带宽和带内衰减都要比传统介质栅滤波器的大得多.文中所给出的计算结果对设计该新型带阻滤波结构有指导意义.

通过对不同组分的铌镁钛酸铅(PMNT)薄膜的紫外-可见透射光谱以及红外椭圆偏振光谱的分析,利用Tauc-Lorentz(T-L)+Cauchy色散关系和经典中红外色散关系,得到了该材料在可见和中红外区的光学常数,发现在可见和中红外区,薄膜的折射率随着PT(PbTiO3)含量的增加而增大,但是薄膜的光学禁带宽度随之而减小.

实现红外焦平面阵列非均匀性自适应校正是高级红外探测系统追求的重要目标,对提高红外探测系统的空间分辨率、温度分辨率、探测距离以及辐射量的正确度量具有重要意义.归纳总结了国内外关于凝视红外焦平面阵列非均匀性自适应校正算法的部分研究工作及其进展,比较了典型自适应算法的性能和适用条件,为进一步开展红外焦平面阵列非均匀性自适应校正研究提供参考意见.

为了切断疯牛病的传播途径保证饲料安全,开展非反刍动物肉骨粉中反刍动物成分含量的检测方法研究十分必要.本文探讨了利用近红外漫反射光谱(MRS)分析技术快速检测非反刍动物(猪鸡)肉骨粉中反刍动物(牛羊)成分含量的可行性.收集了不同地区不同种类的肉骨粉样本,在猪和鸡肉骨粉中分别掺入0～48 %的牛或羊肉骨粉,制备了200个样本.针对含牛羊源的猪肉骨粉、含牛羊源的鸡肉骨粉和含牛羊源的猪鸡肉骨粉三类样本,以掺入的牛羊源成分的质量比例作为真值,分别采用改进的偏最小二乘回归(MPLS)、偏最小二乘回归(PLS)和主成分回归(PCR)三种不同建模方法建立了MRS定标模型.用独立的验证集对模型进行了验证,最优模型验证集的决定系数(R2)均大于0.90,相对分析误差(RPD)均大于3.0.结果表明,利用NIRS分析技术可以快速检测出猪鸡肉骨粉中牛羊源成分的含量.

针对低可见光图像和红外图像的特点,提出一种基于DT-CWT的自适应图像融合算法.该算法具有好的平移不变性和方向选择性,更适合于人类视觉.先对源图像作双树复小波变换,充分考虑各尺度分解层的系数特征,对低通子带引入免疫克隆选择,根据统计评价准则定义亲和度函数,自适应获得最优融合权值;对高通子带则根据人类视觉特性定义局部方向对比度,并作为融合准则,突出和增强了各源图像的对比度与细节信息.实验结果表明:与基于小波的融合结果相比较,本文的融合算法自适应性和鲁棒性更强,较好地保护和显示了源图像中的边缘和细节信息,对比度和清晰度都有所提高.

波段选择是导弹助推段天基红外探测系统设计首先需要解决的问题.无论是中心波长的确定,还是波段宽度的设定,都应有合理的依据.本文提出了导弹助推段天基探测的像面照度模型,并根据模型得到导弹助推段天基红外探测系统的目标与背景信杂比作为目标函数,利用信杂比的最大化作为波段宽度选择的依据,进行探测波段的选择.分析结果表明,以H2O,CO2吸收带2.7μm和4.3μm为作为红外探测系统的中心波长有其固有的合理性,不同的波段宽度选择将使信杂比产生显著变化.本文所建立的像面照度模型对遥感器设计和性能估计亦有重要意义.

针对红外序列图像中目标存在旋转的问题,提出了一种改进的Mean shift跟踪方法.首先通过建立带有带宽矩阵Gaussian核的Mean shift矢量,采用类似EM的方法给出了递推公式;并且通过对图像序列的运动补偿,提高了算法的适应性;同时通过和Kalman滤波相结合,提高了算法的鲁棒性.实验结果证明算法能够成功实现对红外目标的跟踪,并且对目标旋转和缩放具有很强的适应性.

建立了一种基于独立组分分析的可见/近红外光谱反射技术快速鉴别稻谷年份的新方法.首先用独立组分分析方法获取不同年份稻谷的可见/近红外光谱载荷图,将载荷图中相关性最大的波段(特征波段)作为人工神经网络的输入建立稻谷年份的鉴别模型.每个年份40个样本,3个年份共120个样本用来建立BP神经网络模型,剩余的3个年份各20个样本用于预测.预测的结果表明,准确率达到100%.同时通过独立组分分析,得到了稻谷主要成分对应的敏感波段.说明本文提出的基于独立组分分析的方法具有很好的鉴别效果,为稻谷的年份鉴别提供了一种新方法.

对红外序列图像中的人体检测问题进行了研究,提出一种新的人体检测方法.首先采用自适应高斯混合模型对序列图像中背景进行建模,在准确分割出前景运动目标的基础上,提出了一种新的人体形状表达模型,充分考虑了多个人体发生粘连或互相遮挡的情况,并用亮度投影的方法对其进行分离;以人体表达模型作为输入向量,构建支持向量机(SVM,Support Vector Machine)对人体进行分类判别.不同红外视频序列的检测结果表明了所提出算法在单个人体和多人体情况下均具有较好的鲁棒性和可行性.

研究了一种将变换矩阵分解为三角元素可逆矩阵(TERM)实现的主成分变换整数近似算法(IPCT).为限制误差和提高计算效率,改进了TERM分解中选择主元的方法.结合可逆整数PCT和三维Tarp编码技术,提出了一种新的高光谱图像无损压缩算法.该算法在进行空间维小波变换以后,利用改进的IPCT去除谱间相关;在编码阶段,新颖的三维Tarp编码器能利用五个简单的递归滤波器进行概率估计,以驱动一个非自适应算术编码器,对变换系数的显著性映射和细化信息进行熵编码.该算法复杂度较低,能够产生嵌入式码流,并且较已有的算法能获得更高的压缩比.

综合考虑遥感解译能力和生态环境效应,将城市生态环境基础状况分为八大类型.以上海市中心城区为例,探讨城市生态环境基础状况的遥感影像信息提取方法.以TM与SPOT融合影像为数据源,基于已有的GIS数据库中对八大类的目视解译分类知识,建立了不同类型在融合影像的三色合成图像和融合图像不同波段比值的彩色合成图像的分类回归树识别方法,实现了大范围城市居住区信息,水体信息,以及绿化和农业四类信息提取.

方向信息提取与小样本问题是遥感目标识别与应用的瓶颈,基于平稳小波的Contourlet变换(Stationary Wavelet Based Contourlet Transform,简称SWBCT)与投影特征相结合,本文提出了一种新的遥感目标特征提取与识别方法.首先采用改进的Contourlet变换SWBCT对遥感图像进行分解,然后对分解子带进行方向投影并求投影向量的统计特性作为目标特征,进而利用K近邻分类器进行目标识别.与小波、Contourlet等代表性方法进行比较,实验结果与分析表明,该方法不仅具有较高的识别率,而且在小样本情况下,依然可以得到较好的结果.

用遥感技术监测荒漠化进程是中国及世界其它干旱和半干旱地区的一项重要任务.采用2002年MODIS 1km的全年NDVI时序数据对新疆及周边地区进行了土地覆盖分类.在此过程中重点强调了稀疏植被覆盖区域,这些区域具有潜在荒漠化的趋势.介绍了一种针对不同土地覆盖类型并能重点突出稀疏植被的分类方法,这种方法较好地综合了季节性影响因素和多变的自然条件影响因素.研究结果表明新疆及周边地区24万km2的土地有潜在荒漠化的趋势.

不同于传统的直流辐射计成像,在国内首次将结构简单的交流辐射计用于毫米波被动成像.在讨论交流辐射计的特殊结构与能量频谱基础上,分析了交流辐射计成像解读与补偿机制,针对不同的应用背景如安全检查进行了大量的室外室内成像实验.3mm波段交流辐射计成像的结果表明:交流辐射计成像具有自己的特色,可获得类似直流成像的效果,并且易于集成实现焦平面阵列成像.

阐述了一种由二维精密转台、平行光管和CCD相机构成的光学实验室相机标定的方法.首先通过Hough变换和最小二乘模板匹配方法得到平行光管十字丝钣孔在CCD相机焦平面上的成像交叉点的位置,然后根据相机畸变模型,由最小二乘回归解算出内方位元素和畸变参数,实验证明该方法标定结果满足空三处理和测图精度的要求.

分析了Al2O3粒子在喷焰内流动冷却过程中不同相态对其光学性质的影响,重点研究凝固过程中三种相态(液态、γ相、α)Al2O3粒子的吸收指数随相态的变化关系,考虑了紫外到近红外光谱范围内,Al2O3粒子的不同辐射机制.基于Drude模型所得到的氧化铝粒子不同相态吸收指数的计算模型建立了描述Al2O3粒子相变过程紫外与可见光辐射特性数学计算模型.通过与实验数据的对比分析表明,本模型是可行的.在此基础上,分析了不同相态Al2O3粒子辐射特性随温度和波长的变化关系.

介绍了待测样品在激光辐照下光热位移信号的理论表达式,阐述了信号相位与热扩散率以及调制频率之间的关系;基于该关系并结合相关资料,提出了一种新的采用迈克尔干涉检测装置测量热扩散率的简便方法,分析了其相对于传统测量方法的优势.采用该装置对Ti及TiO2复合薄膜样品进行了测量,由光热位移相位信号与调制频率之间的关系,计算得到了待测样品的热扩散率.

针对同一场景红外图像与可见光图像的融合问题,提出了一种基于非采样Contourlet变换(Nonsubsampled Contourlet Transform,NSCT)图像融合算法.算法首先采用NSCT对源图像进行多尺度、多方向分解,得到低频子带系数和各带通方向子带系数.然后,针对低频子带系数的选择,提出了一种基于红外图像与可见光图像物理特征的"加权平均"系数选择方案;针对各带通方向子带系数的选择,结合人眼视觉特性,提出了一种基于区域能量匹配的系数选择方案,得到融合图像的NSCT系数.最后经过NSCT逆变换得到融合图像.实验结果表明该算法可获得较理想的融合图像,其融合效果优于传统的基于离散小波变换以及离散小波框架变换的图像融合算法.