检索结果-内蒙古大学图书馆

光学学报 2021年第7期41卷 74-80页

作者：王云云乔延利李杨裕郭腾霄崔方晓吴军李大成中国科学技术大学环境科学与光电技术学院安徽合肥230026 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031 国民核生化灾害防护国家重点实验室北京102205

被动红外气体遥测系统具有成本低、体积小、便于扩展等优点。利用窄带滤光片进行被动红外气体探测时,为抑制信号漂移和背景噪声干扰,需要对信号进行调制、滤波和锁相处理。系统接收的测量信号受斩光器辐射的影响较大,需要对测量过程进... 详细信息

被动红外气体遥测系统具有成本低、体积小、便于扩展等优点。利用窄带滤光片进行被动红外气体探测时,为抑制信号漂移和背景噪声干扰,需要对信号进行调制、滤波和锁相处理。系统接收的测量信号受斩光器辐射的影响较大,需要对测量过程进行辐射建模分析。本文研究了基于锁相放大的被动红外探测辐射模型,提出了在锁相放大算法后添加相位判断的信号处理方法;设计并搭建了被动式气体多光谱探测系统,在实验室对系统进行定标,并开展了不同温度黑体的测量实验。结果表明:实际测量的各通道辐射值与所建模型的结果比较吻合。本研究为基于锁相放大的被动红外信号提供了模型基础和实验验证,并为便携式近距离气体遥测系统的研制提供了参考。

关键词：测量被动红外辐射模型锁相放大相位判断

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宽谱段Czerny-Turner光谱仪设计

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量子电子学报 2022年第3期39卷 293-306页

作者：李世文郑小兵翟文超中国科学技术大学环境科学与光电技术学院安徽合肥230026 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031

为满足宽波段高光谱Czerny-Turner结构光谱仪的要求,基于像差理论,一方面通过光栅产生的像散补偿球面反射镜的像散,另一方面通过柱面镜引入相反像散补偿剩余像散,达到全波段消像散的要求,从而提高Czerny-Turner结构光谱仪成像系统的分... 详细信息

为满足宽波段高光谱Czerny-Turner结构光谱仪的要求,基于像差理论,一方面通过光栅产生的像散补偿球面反射镜的像散,另一方面通过柱面镜引入相反像散补偿剩余像散,达到全波段消像散的要求,从而提高Czerny-Turner结构光谱仪成像系统的分辨率。首先理论推导出光栅和柱面镜补偿像散的基础公式,并基于此分别设计出波段为900~1700 nm和1700~2500 nm全波段消像散的Czerny-Turner光谱仪成像系统,随后通过前置光路将两部分组合,从而实现波段范围在900~2500 nm的消像散Czerny-Turner结构光谱仪成像系统。此光谱仪系统全波段分辨率小于10 nm,物方数值孔径0.07,全波段点列图均方根半径小于4μm。ZEMAX的优化分析表明,该光谱仪在全波段范围内不仅达到消像散要求,而且具有较好的成像质量。

关键词：光学工程 Czerny-Turner结构消像散柱面透镜光谱仪

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亚米级光学卫星影像邻近效应校正

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物理学报 2021年第13期70卷 435-442页

作者：王涛周楠易维宁洪津刘晓李新张权刘诗雨李照洲李凯涛崔文煜中国科学院合肥物质科学研究院中国科学院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室合肥230031 中国科学技术大学合肥230026 中国资源卫星应用中心北京100094 中国科学院空天信息创新研究院遥感卫星应用国家工程实验室北京100101 安徽省国防科技情报研究所合肥230001

邻近效应是指卫星成像过程中目标物周围自然环境反射的太阳辐射对卫星入瞳处目标像元辐亮度的贡献.它会导致卫星图像清晰度、对比度和信息熵值降低,并且导致表观反射率卫星影像中目标像元反射率介于其真实反射率和背景像元平均反射率之... 详细信息

邻近效应是指卫星成像过程中目标物周围自然环境反射的太阳辐射对卫星入瞳处目标像元辐亮度的贡献.它会导致卫星图像清晰度、对比度和信息熵值降低,并且导致表观反射率卫星影像中目标像元反射率介于其真实反射率和背景像元平均反射率之间,严重影响定量遥感精度.背景各像元对邻近效应的贡献权重值主要取决于大气分子光学厚度和气溶胶光学厚度,以及目标像元与背景像元之间的空间距离、反射率差值.目前计算该权重值的权重函数仅考虑了光学厚度和空间距离对该权重值的影响.亚米级空间分辨率卫星影像中地物组合复杂,相邻地物反射率差值对该权重值的影响要考虑.本文提出的自适应大气校正算法可根据光学厚度、空间距离和反射率差值来调整背景各像元对邻近效应的贡献权重值.利用自适应大气校正算法对GF-2全色波段卫星影像进行邻近效应校正,结果表明自适应大气校正算法可有效去除亚米级空间分辨率光学卫星影像中的邻近效应,提高定量遥感精度,改善卫星影像质量.

关键词：邻近效应亚米级卫星影像自适应大气校正定量遥感

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基于FWA的红外偏振图像智能融合方法

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红外与毫米波学报 2020年第4期39卷 523-532页

作者：陈卫孙晓兵乔延利陈斐楠殷玉龙中国科学院安徽光学精密机械研究所安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031

针对红外强度图和红外偏振度图融合问题,提出了基于烟花算法优化空域加权平均法的智能图像融合方法。在构建优化问题模型的基础上,确定了烟花算法的边界条件。通过引入相对熵权值建立了基于综合相对熵的适应度函数。最后,与6种典型的传... 详细信息

针对红外强度图和红外偏振度图融合问题,提出了基于烟花算法优化空域加权平均法的智能图像融合方法。在构建优化问题模型的基础上,确定了烟花算法的边界条件。通过引入相对熵权值建立了基于综合相对熵的适应度函数。最后,与6种典型的传统融合方法在“ground”、“truck”、“car”3组红外强度和偏振度图像数据上进行了融合实验,对融合结果进行了客观评价和视觉效果评价。实验结果表明:所提方法可以有效实现红外强度图和红外偏振度图的融合,较好保留了红外强度和红外偏振特征。综合视觉效果和客观评价结果,在相对熵、总结构相似性、总互信息指标上优于比较算法。

关键词：烟花算法群体智能红外偏振图像智能融合加权平均法

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基于偏振信息探究水下环境气泡群对目标成像的影响

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物理学报 2021年第14期70卷 134-149页

作者：宋强孙晓兵刘晓提汝芳黄红莲王昊中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所合肥230031 中国科学技术大学合肥230026 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室合肥230031 安徽大学物质科学与信息技术研究院合肥230601 合肥市农业行业首席专家工作室合肥230031

水下光学成像是海底探索和目标识别的一个重要方式.由于海浪、船舶尾流以及海洋生物游动与呼吸等原因,存在着大量的气泡.气泡群的光散射作用往往会使水下目标成像效果受限、难以识别,并且一般的光学技术难以消除气泡对成像的影响.针对... 详细信息

水下光学成像是海底探索和目标识别的一个重要方式.由于海浪、船舶尾流以及海洋生物游动与呼吸等原因,存在着大量的气泡.气泡群的光散射作用往往会使水下目标成像效果受限、难以识别,并且一般的光学技术难以消除气泡对成像的影响.针对上述问题,本文先从理论上推导和仿真了入射光线在水下单气泡、气泡群中以及目标表面的光强和偏振信息的变化;然后在构建了水下气泡实验平台的基础上探究了光源入射角度的改变以及成像波段的变化对气泡环境中目标偏振成像的影响;研究了不同金属材质目标物的强度和偏振信息的变化趋势;分析了水下目标在不同气泡群厚度条件下强度和偏振信息的变化趋势;最后利用偏振特征提取与视觉信息保留的图像融合方法抑制气泡对水下目标成像的影响.实验结果显示气泡群中目标成像会受到多种因素的影响,利用偏振图像融合方法会使气泡群受到较好的抑制,并提高了水下目标的清晰度.

关键词：偏振信息气泡密度目标识别图像融合

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激光雷达探测整层大气昼夜气溶胶光学厚度

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大气与环境光学学报 2023年第1期18卷 14-24页

作者：汪惜今徐青山范传宇程晨戚鹏徐赤东中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所基础科学研究中心安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031 皖西学院电气与光电工程学院安徽六安237012 安徽建筑大学电子信息工程学院安徽合肥230601

为丰富整层大气气溶胶光学厚度测量手段,提出了一种综合微脉冲激光雷达与地面能见度测量数据的探测方法。该方法首先利用激光雷达数据反演得到气溶胶垂直消光系数廓线,据此计算出气溶胶标高;再利用能见度和消光系数的关系得到近地面水... 详细信息

为丰富整层大气气溶胶光学厚度测量手段,提出了一种综合微脉冲激光雷达与地面能见度测量数据的探测方法。该方法首先利用激光雷达数据反演得到气溶胶垂直消光系数廓线,据此计算出气溶胶标高;再利用能见度和消光系数的关系得到近地面水平方向的消光系数;最后,将近地面消光系数和标高结合,从而得到整层大气气溶胶光学厚度。将该方法应用于合肥地区,成功得到该地区整层大气气溶胶光学厚度的昼夜变化趋势,验证了该方法的可适应性。

关键词：气溶胶光学厚度气溶胶标高激光雷达能见度

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超连续激光单色仪系统级光谱响应度定标比对验证

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红外与激光工程 2020年第2期49卷 133-140页

作者：谢臣瑜翟文超李健军高放李越吴浩宇郑小兵中国科学院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026

细分光谱扫描定标技术是实现遥感器高精度光谱辐射定标的重要方式,基于超连续激光单色仪的定标装置是实现遥感器细分扫描定标的新选择。为验证所建立的超连续激光单色仪装置的系统级定标能力,利用硅辐亮度计和滤光片辐射计,分别采用超... 详细信息

细分光谱扫描定标技术是实现遥感器高精度光谱辐射定标的重要方式,基于超连续激光单色仪的定标装置是实现遥感器细分扫描定标的新选择。为验证所建立的超连续激光单色仪装置的系统级定标能力,利用硅辐亮度计和滤光片辐射计,分别采用超连续激光单色仪定标装置和可调谐激光定标装置对其进行了系统级绝对光谱响应度定标比对验证。实验结果表明:在所验证波段范围内,两种定标装置获得的硅辐亮度计绝对光谱响应度系统级定标结果最大偏差为0.6%。通道式滤光片辐射计的带内绝对光谱响应度定标结果最大偏差优于0.4%,带内积分响应度最大偏差约0.1%。文中的研究验证了超连续激光单色仪定标装置具有良好的系统级定标能力,能够获得较高的定标精度,在遥感器的绝对光谱响应度定标中具有重要应用前景。

关键词：超连续激光单色仪光谱辐亮度细分光谱

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基于大气校正提升亚米级卫星影像质量

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光学学报 2021年第11期41卷 19-26页

作者：王涛周川杰易维宁洪津周楠方薇张冬英杜丽丽李凯涛崔文煜中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026 北京市遥感信息研究所北京100085 中国科学院空天信息创新研究院遥感卫星应用国家工程实验室北京100101

大气对太阳辐射的吸收和散射会导致卫星影像的亮度和对比度降低,大气能见度越低、卫星空间分辨率越高,这种现象越明显,以至于低能见度条件下的亚米级空间分辨率光学卫星影像看起来非常模糊。基于辐射传输方程开发的自适应大气校正算法... 详细信息

大气对太阳辐射的吸收和散射会导致卫星影像的亮度和对比度降低,大气能见度越低、卫星空间分辨率越高,这种现象越明显,以至于低能见度条件下的亚米级空间分辨率光学卫星影像看起来非常模糊。基于辐射传输方程开发的自适应大气校正算法充分考虑了大气和目标物周围环境对卫星入瞳处目标辐亮度的影响,定量化描述了目标物周围像元的反射率与目标像元的反射率差异对邻近效应的影响。利用自适应大气校正算法对低大气能见度条件下的亚米级空间分辨率卫星影像进行大气校正,并且将其与常规图像处理结果进行对比。结果表明,利用自适应大气校正算法校正后的卫星影像质量得到了明显改善(清晰度提高了4.5275倍,对比度提高了44.61%,信息熵值提高了64.22%)。相对于常规图像处理方法在提升卫星图像质量时会带来噪声和过度增强的问题,自适应大气校正算法在提升卫星图像质量时不会带来噪声和过度增强问题。

关键词：大气光学大气校正亚米级卫星影像图像模糊图像增强灰度直方图分布偏移灰度直方图分布动态范围

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多角度偏振云检测及云参数反演

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光学学报 2020年第11期40卷 11-21页

作者：常钰阳孙斌黄禅洪津乔延利中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026

高分五号卫星多角度偏振探测仪(DPC)是国内首台具备业务化多光谱多角度偏振探测能力的星载遥感器。发展了一套针对DPC观测数据的处理算法,可获取观测区域上空云检测结果、相态分布和云光学厚度。利用670 nm、865 nm反射率、490 nm几何... 详细信息

高分五号卫星多角度偏振探测仪(DPC)是国内首台具备业务化多光谱多角度偏振探测能力的星载遥感器。发展了一套针对DPC观测数据的处理算法,可获取观测区域上空云检测结果、相态分布和云光学厚度。利用670 nm、865 nm反射率、490 nm几何归一化偏振辐亮度和865 nm线偏振度进行云检测;利用865 nm归一化偏振辐亮度进行相态识别;利用670 nm、865 nm反射率以及相态识别结果反演云光学厚度。由于尚未获取可反演的DPC L1级观测数据,仅将算法应用于地球反射率多角度偏振观测仪(POLDER)数据,以验证算法有效性。对比POLDER云产品,得到判云一致性和判晴一致性分别为93.3%和92.9%;水云、冰云和混合相态判别一致性分别为87.4%,76.6%和22.8%;云光学厚度的相关系数为0.89,故该算法可行有效。该算法为DPC发展业务化云产品提供参考。

关键词：大气光学多角度偏振观测云检测云相态云光学厚度多角度偏振探测仪(DPC) 地球反射率多角度偏振观测仪(POLDER)

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基于高光谱图像的改进SIFT特征提取与匹配

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光学精密工程 2020年第4期28卷 954-962页

作者：丁国绅乔延利易维宁杜丽丽方薇中国科学院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026

针对尺度不变特征变换(SIFT)算法所提取图像特征点数量少、误匹率高的问题,提出了一种基于高光谱图像的改进SIFT算法。首先,依据传统SIFT算法中高斯金字塔的构造思想,结合在不同波段下的高光谱图像具有相同宏观特征的特点,首次用高光谱... 详细信息

针对尺度不变特征变换(SIFT)算法所提取图像特征点数量少、误匹率高的问题,提出了一种基于高光谱图像的改进SIFT算法。首先,依据传统SIFT算法中高斯金字塔的构造思想,结合在不同波段下的高光谱图像具有相同宏观特征的特点,首次用高光谱图像作为原始算法中经高斯变换产生的图像,使得检测到的具有实际意义的特征点数量大幅增加;其次,传统SIFT算法以及大量的改进方法都只通过目标象元邻域范围内的像素信息来构造特征描述符,而忽略了像素点的位置信息,文中将目标象元的位置信息纳入了特征描述符,在特征描述符的匹配阶段,在利用邻域范围内的像素信息进行粗匹配之后,利用特征描述符中的位置信息进行精细匹配。仿真实验结果表明在限定最优值与次优值之比的情况下,采用高光谱图像构造高斯金字塔的方式能显著增加特征点的提取数量,更多地挖掘出图像中的极值点;在特征描述符中加入目标象元的位置信息作为特征点匹配第二阶段的判断依据,正确匹配数量达到原方法的59倍以上,极大提升了算法的匹配性能。

关键词：尺度不变特征变换高光谱图像位置准则图像匹配

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