检索结果-内蒙古大学图书馆

计算机工程与应用 2024年第3期60卷 165-176页

作者：姜文涛王德强张晟翀辽宁工程技术大学软件学院辽宁葫芦岛125105 光电信息控制和安全技术重点实验室天津300308

针对目标跟踪过程中跟踪模型容易漂移,以及对于多样性形态变化的目标不能进行鲁棒跟踪的问题,结合生物视觉感知规律提出了非线性时空正则化的相关滤波目标跟踪算法。在目标函数中提出贴近人类视觉感知幂定律的非线性滤波更新的时间正则... 详细信息

针对目标跟踪过程中跟踪模型容易漂移,以及对于多样性形态变化的目标不能进行鲁棒跟踪的问题,结合生物视觉感知规律提出了非线性时空正则化的相关滤波目标跟踪算法。在目标函数中提出贴近人类视觉感知幂定律的非线性滤波更新的时间正则项,相比于时空正则相关滤波器(spatial-temporal regularized correlation filters,STRCF)中固定的时间正则项,非线性滤波更新的时间正则项可以根据跟踪的时间变化进行自适应更新,同时采用交替乘子法降低算法复杂度。提取非线性的梯度方向直方图(histogram of oriented gradient,HOG)特征,使用符合生物映射的对数极坐标进行尺度适应。根据最大响应值与平均峰值相关能量的关系进行遮挡异常检测,降低模型漂移的机率,增强算法的抗遮挡能力。实验结果表明,该算法在OTB2015数据集上的精确率和成功率分别达到89.8%和83.3%,该算法相比于STRCF在精确率上提升了2.5%,在成功率上提升了3.2%,在OTB2013与OTB2015数据集上的11种属性的分类对比中,该算法在旋转、低分辨率、背景杂乱、光照变化等因素干扰下的目标跟踪中具有较高的精确率和较强的鲁棒性。

关键词：目标跟踪非线性滤波器更新非线性HOG特征提取对数极坐标尺度适应生物视觉感知规律

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强化特征图的无参考低光照图像增强

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计算机科学与探索 2024年第9期18卷 2449-2465页

作者：袁姮王笑雪张晟翀辽宁工程技术大学软件学院辽宁葫芦岛125105 光电信息控制和安全技术重点实验室天津300308

针对低光照图像质量不佳、夹杂噪声导致对比度和亮度不足、细节不清晰,且成对的低光照图像数据集获取成本过高的问题,在生物视觉马赫带效应的启发下,提出一种强化特征图的无参考低光照图像增强方法。使用强化滤波块(EFB)对图像和特征图... 详细信息

针对低光照图像质量不佳、夹杂噪声导致对比度和亮度不足、细节不清晰,且成对的低光照图像数据集获取成本过高的问题,在生物视觉马赫带效应的启发下,提出一种强化特征图的无参考低光照图像增强方法。使用强化滤波块(EFB)对图像和特征图进行特征强化,抑制噪声的同时强化特征细节,提高网络对特征的学习能力。将跳跃连接与空间注意力模块(ESA)结合,通过融合强化的浅层特征与深层特征来提取全局上下文信息和局部区域特征,有效保留了图像的色彩信息,避免细节丢失,提高网络的泛化能力。使用像素估计曲线调整低光照图像像素的动态范围,对其进行亮度增强。实验结果表明,经该算法处理后的图像在PSNR、SSIM、LPIPS和NIQE等指标上分别达到了17.709 dB、0.657、0.239和3.486,该方法相较于现有的主流算法能够更好地达到图像增强目的,有效地提升图像亮度和细节信息,同时保持图像的自然属性。

关键词：图像增强生物视觉机制强化特征图无参考方法注意力机制图像处理

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中红外量子级联激光器偏振合束实验研究

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红外与激光工程 2022年第8期51卷 173-177页

作者：王珂蔡军丁宇胡启立张乐光电信息控制和安全技术重点实验室天津300308 光电对抗测试评估技术重点实验室河南洛阳471003

合束是实现量子级联激光器高功率输出的关键技术,基于激光的偏振特性,研究了偏振合束的实验原理及实验方法。使用线栅偏振片和中波半波片组成偏振合束装置,对两路4.05μm量子级联激光器进行偏振合束,测试了中波半波片对4.05μm激光的透... 详细信息

合束是实现量子级联激光器高功率输出的关键技术,基于激光的偏振特性,研究了偏振合束的实验原理及实验方法。使用线栅偏振片和中波半波片组成偏振合束装置,对两路4.05μm量子级联激光器进行偏振合束,测试了中波半波片对4.05μm激光的透过率以及中波线栅偏振片对4.05μm激光透射率和反射率与入射角的关系,通过实验研究,当透射路光束和反射路光束与线栅偏振片的夹角为30°时,透射路的透射率为81%,反射路反射率为91%,其光束合束效率达到约86%,并使用光束质量分析仪对合束之后的光束质量进行测试分析。结果表明:两路光束通过该合束装置合束之后,在保证合束效率的条件下,具有较好的光束质量。

关键词：偏振合束量子级联激光器线栅偏振片半波片

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部分约束下空中目标拦截制导控制一体化方法

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系统工程与电子技术 2023年第4期45卷 1134-1143页

作者：梁乐成赵斌周军赵万利西北工业大学精确制导与控制研究所陕西西安710072 光电信息控制和安全技术重点实验室天津300308

针对拦截空中目标的场景,提出一种考虑攻击角度的制导控制一体化(integrated guidance and control,IGC)方法,同时考虑输入饱和以及攻角的约束问题。首先,在俯仰平面下对包含不确定性的系统进行了建模。基于反演法和指令滤波器,处理了... 详细信息

针对拦截空中目标的场景,提出一种考虑攻击角度的制导控制一体化(integrated guidance and control,IGC)方法,同时考虑输入饱和以及攻角的约束问题。首先,在俯仰平面下对包含不确定性的系统进行了建模。基于反演法和指令滤波器,处理了攻击角度约束问题和执行器机械限制的输入饱和问题,设计了含误差积分反馈的补偿项以处理跟踪误差,引入了障碍Lyapunov函数将攻角约束在预设区间。基于Lyapunov理论证明了闭环系统的稳定性和变量的有界性,以及各约束条件的成立性。仿真实验表明,方法能够以预设角度有效拦截目标,过程满足对输入以及攻角的约束条件,同时具备较强的鲁棒性。

关键词：制导控制一体化攻击角度输入饱和状态约束指令滤波器

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基于L-FPN的无人机上小目标识别模型轻量化方法

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航空兵器 2024年第1期31卷 97-102页

作者：魏昊坤刘敬一陈金勇楚博策孙裕鑫朱进中国电子科技集团公司第五十四研究所航天信息应用技术重点实验室石家庄050081 光电信息控制和安全技术重点实验室天津300308

由于遥感图像拍摄的高度和设备不同导致每张图像的地面采样间隔(GSD)也不同,许多小目标往往易被忽略,遥感图像中旋转框目标检测成为当下研究热点。现有的旋转框检测算法主要面向通用场景下的多尺度目标检测,特征金字塔中特征融合计算操... 详细信息

由于遥感图像拍摄的高度和设备不同导致每张图像的地面采样间隔(GSD)也不同,许多小目标往往易被忽略,遥感图像中旋转框目标检测成为当下研究热点。现有的旋转框检测算法主要面向通用场景下的多尺度目标检测,特征金字塔中特征融合计算操作复杂且耗时,部署到无人机上的边缘端设备时面临很大的挑战。因此本文针对该场景下的小目标检测提出基于L-FPN的无人机上小目标识别模型轻量化方法,首先依据图像的GSD信息进行尺度归一化,然后去除特征金字塔中冗余的高层特征图,最后针对小目标检测调整锚框的尺寸。本方法在DOTA数据集上进行训练验证,结果表明本文提出的基于L-FPN的无人机上小目标识别模型轻量化方法在识别精度与传统模型一致的情况下,模型参数量较原模型减少2.7%,模型大小减少28%,推理速度提升13.24%。

关键词：目标检测特征金字塔模型轻量化遥感图像无人机

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基于非线性频率变换的长波红外激光器研究进展

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光学学报 2023年第3期43卷 142-155页

作者：白振旭高嘉赵臣颜秉政齐瑶瑶丁洁王雨雷吕志伟河北工业大学先进激光技术研究中心天津300401 河北省先进激光技术与装备重点实验室天津300401 光电信息控制和安全技术重点实验室天津300308

8~12μm长波红外波段激光位于大气传输窗口并覆盖诸多气体分子的吸收带,在大气探测、光电对抗等领域具有重要的应用。目前,通过粒子数反转激光器直接辐射以及非线性频率变换间接辐射是实现8~12μm长波红外激光输出的主要方式。其中,基... 详细信息

8~12μm长波红外波段激光位于大气传输窗口并覆盖诸多气体分子的吸收带,在大气探测、光电对抗等领域具有重要的应用。目前,通过粒子数反转激光器直接辐射以及非线性频率变换间接辐射是实现8~12μm长波红外激光输出的主要方式。其中,基于非线性光学晶体频率转换的长波红外激光器具有结构紧凑、波长选择灵活、功率拓展性强等优势,近年来得到了快速发展和广泛应用。本文对二阶非线性频率变换的光学晶体、工作原理,以及获得长波红外激光的研究进展进行综述,并对基于受激拉曼散射的三阶非线性频率变换获得长波红外的方法进行了介绍和展望。

关键词：激光器长波红外激光非线性频率变换 8~12μm 非线性晶体

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鬼成像丢包数据的分组扩充方法

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光学学报 2022年第7期42卷 244-250页

作者：龙斌陈熠张鲁楠孙茂生李家宝常海宽国防科技大学安徽合肥230037 光电信息控制和安全技术重点实验室天津300450

为提高压缩感知鬼成像的实用性,解决场景中采样数据丢失且无法重复采样而引起关联成像失败的问题,提出了一种基于鬼成像丢包数据的分组扩充方法。首先,分析了不同形式丢包数据对成像性能的影响。然后,通过对待采样数据进行分组并对存在... 详细信息

为提高压缩感知鬼成像的实用性,解决场景中采样数据丢失且无法重复采样而引起关联成像失败的问题,提出了一种基于鬼成像丢包数据的分组扩充方法。首先,分析了不同形式丢包数据对成像性能的影响。然后,通过对待采样数据进行分组并对存在丢失现象的采样结果进行扩充的方式提高了成像质量。仿真和实验结果均表明,与传统方法相比,分组扩充法可以降低丢包数据对成像质量的影响,有利于进一步推动鬼成像的实用化。

关键词：光计算分组扩充丢包数据鬼成像压缩感知

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非线性时间一致性的相关滤波目标跟踪

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计算机应用 2024年第8期44卷 2558-2570页

作者：姜文涛李宛宣张晟翀辽宁工程技术大学软件学院辽宁葫芦岛125105 光电信息控制和安全技术重点实验室天津300308

针对现有目标跟踪算法主要采用线性约束机制LADCF(Learning Adaptive Discriminative Correlation Filters)跟踪模型容易漂移的问题,提出非线性时间一致性的相关滤波目标跟踪算法。首先,结合史蒂文斯定律,提出贴近人类视觉感知特性的非... 详细信息

针对现有目标跟踪算法主要采用线性约束机制LADCF(Learning Adaptive Discriminative Correlation Filters)跟踪模型容易漂移的问题,提出非线性时间一致性的相关滤波目标跟踪算法。首先,结合史蒂文斯定律,提出贴近人类视觉感知特性的非线性时间一致项,使模型相对平滑地跟踪目标,从而保证跟踪连续性,避免跟踪模型漂移;其次,采用交替方向乘子法(ADMM)求解最优函数值,保证算法的跟踪实时性;最后,利用史蒂文斯定律非线性更新滤波器,使滤波器更新因子可以根据目标的变化增强和抑制滤波器,以适应目标变化,防止滤波器退化。在4个标准数据集上与主流相关滤波和深度学习算法对比实验,相较于基线算法LADCF,所提算法的跟踪精确度和成功率在OTB100数据集上分别提升了2.4和3.8个百分点;在UAV123上分别提升了1.5和2.5个百分点。实验结果表明,所提算法能有效避免跟踪模型漂移,降低滤波器退化概率,跟踪精确度和成功率较高,面对遮挡、光照变化等复杂场景时具有较强的鲁棒性。

关键词：目标跟踪相关滤波史蒂文斯定律非线性时间一致性非线性滤波器更新

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结合三反消像散光学系统的中阶梯光栅光谱仪设计

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2022年第5期55卷 519-526页

作者：张尹馨段文浩李婉卓光电信息教育部重点实验室(天津大学) 天津300072 天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072 光电信息控制和安全技术重点实验室天津300308

中阶梯光栅因其具有高分辨率、高衍射级次和全谱闪耀等特性,能够实现宽波长范围内的高分辨率全谱直读,常用于天文光谱仪及高端商用光谱仪中.然而,中阶梯光栅的衍射因为级次重叠严重,需要交叉色散形成二维光谱成像于面阵探测器.使用单一... 详细信息

中阶梯光栅因其具有高分辨率、高衍射级次和全谱闪耀等特性,能够实现宽波长范围内的高分辨率全谱直读,常用于天文光谱仪及高端商用光谱仪中.然而,中阶梯光栅的衍射因为级次重叠严重,需要交叉色散形成二维光谱成像于面阵探测器.使用单一成像镜的二维靶面成像很难保证像面像质均匀,进而造成全谱范围内分辨率差异大,特别是边缘波长处分辨率明显降低的问题.为解决这一难题,本文提出了一种结合三反消像散光学系统的折叠型中阶梯光栅光谱仪方案(echelle spectrometer with three-mirror anastigmat,ESTMA),以三反消像散光学系统的3面反射镜代替常规中阶梯光栅光谱仪设计中的单成像反射镜.复色光经过入射小孔后被离轴抛物面镜准直,再由中阶梯光栅色散,用反射棱镜进行交叉色散,最后由三反消像散光学系统成像于面阵探测器.设计光谱范围为200~600 nm,焦距为350 mm.设计通过Zemax光学设计软件进行仿真及优化,结果显示,相对于单成像镜设计,ESTMA方案的全谱范围内像斑大小均匀,点列图均方根半径小于1μm,全波段仿真分辨率小于30 pm.在自建的实验平台上进行验证,实验结果表明,系统在253.652 nm、365.015 nm、404.656 nm、435.833 nm、546.074 nm处的实测分辨率分别为23.42 pm、23.46 pm、27.20 pm、32.74 pm和40.92 pm,除中心波长以外的实测波长分辨率显著优于单成像反射镜设计的理论分辨率,光谱仪的分辨率整体提升.

关键词：中阶梯光栅光谱仪三反消像散光学系统交叉色散二维谱图

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光电探测器表面损伤状态偏振成像式探测系统

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红外与激光工程 2022年第6期51卷 349-357页

作者：胡玮娜吕勇耿蕊李宇海牛春晖北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院北京100192 光电信息控制和安全技术重点实验室天津300308

针对在外场实现探测器损伤状态实时探测的需求,研发了光电探测器表面损伤状态偏振成像式探测系统。理论推导了“猫眼”目标回波偏振特性参数DP和回波偏振度DOP的表达式,利用MATLAB软件仿真绘制了表面粗糙度、回波偏振度以及偏振特性的... 详细信息

针对在外场实现探测器损伤状态实时探测的需求,研发了光电探测器表面损伤状态偏振成像式探测系统。理论推导了“猫眼”目标回波偏振特性参数DP和回波偏振度DOP的表达式,利用MATLAB软件仿真绘制了表面粗糙度、回波偏振度以及偏振特性的关系曲线;设计了一套同时偏振成像光学系统,开展了671 nm连续激光对电荷耦合器件(CCD)表面损伤状态的实时探测外场实验,编制了基于MATLAB GUI的回波图像可视化实时采集系统,得到了回波图像强度、偏振特性以及光斑尺寸等信息;通过光学显微镜和白光干涉仪对探测器表面损伤处和未损伤处形貌图像分析,发现探测器损伤表面可见硅基底且粗糙度参数Sq值较大;结果表明,仿真结果与实验测试结果具有良好一致性。光电探测器被损伤后,其表面粗糙度增大,回波偏振特性参数DP减小,退偏特性明显,偏振度DOP减小。偏振成像技术可有效对光电探测器表面损伤状态进行实时探测,该研究提供了一种外场条件下实时探测的好方法。

关键词：偏振成像损伤探测偏振特性电荷耦合器件粗糙度

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