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日盲紫外拉曼光谱检测及其处理算法研究进展

激光与光电子学进展 2024年

作者：郭一新王维林金伟其何玉青郭宗昱裘溯北京理工大学光电学院光电成像技术与系统教育部重点实验室

拉曼光谱学是一种基于激光与物质相互作用的非弹性光散射无损光谱探测方法，可用于现代战场、工业生产、社会安全和危险品或违禁品的检测。日盲紫外拉曼光谱相比可见光和近红外拉曼光谱，具有受环境干扰小、散射强度高、人眼安全性、可... 详细信息

拉曼光谱学是一种基于激光与物质相互作用的非弹性光散射无损光谱探测方法，可用于现代战场、工业生产、社会安全和危险品或违禁品的检测。日盲紫外拉曼光谱相比可见光和近红外拉曼光谱，具有受环境干扰小、散射强度高、人眼安全性、可用于检测爆炸性材料等优点，能够实现自然环境下的样品遥测。目前日盲紫外拉曼光谱检测面临几个直接影响定性与定量的分析问题：1）在相同的光谱分辨率下，相较于可见和红外，紫外拉曼光谱的拉曼位移分辨率（波数分辨率）较低；2）因紫外玻璃和镀膜材料成本和材质限制，难以形成大口径和高透射率的光学镜头，尤其在遥测的场景下，紫外拉曼光谱信号易出现较大的噪声；3）紫外荧光共振比其他波段荧光共振强烈，拉曼光谱易受强荧光影响。故需通过滤除噪声和基线的光谱处理方法，提高拉曼光谱的表征能力。文中在分析自然环境下日盲紫外拉曼光谱检测技术原理上，归纳分析了国内外日盲紫外拉曼光谱降噪和基线校正算法研究的进展和现状，分析了在反恐、禁毒和食品安全等领域的需求，以及在自然环境下日盲紫外拉曼光谱处理技术的发展趋势。

关键词：日盲紫外拉曼光谱降噪基线校正遥测

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基于PCA的相机响应函数特征化方法研究

北京理工大学学报 2015年第10期35卷 1085-1089页

作者：裘溯金伟其北京理工大学光电学院光电成像技术与系统教育部重点实验室北京100081

响应函数是CCD和CMOS成像器件的重要特性之一.传统的响应函数测试方法存在对实验条件要求苛刻、测试速度慢、人工成本高等不足.基于201条已有的响应函数曲线,采用PCA方法提取相机响应函数空间中对应5个最大特征值的特征向量,并用这5个... 详细信息

响应函数是CCD和CMOS成像器件的重要特性之一.传统的响应函数测试方法存在对实验条件要求苛刻、测试速度慢、人工成本高等不足.基于201条已有的响应函数曲线,采用PCA方法提取相机响应函数空间中对应5个最大特征值的特征向量,并用这5个特征向量的线性组合表达已有的201条响应函数曲线,取得了较高的精度.对4种不在响应函数库中的数码相机响应函数进行了特征向量表达,也获得了较高的精度,证明相机响应函数空间特征向量能够表达任意相机的响应函数.

关键词： PCA 相机响应函数特征化

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海空背景下点目标红外成像系统信噪比的估算

光学技术 2005年第2期31卷 163-165页

作者：曹峰梅裘溯娄越北京理工大学信息科学技术学院光电工程系北京100081 中国科学院西安光学精密机械研究所陕西西安710068

在海空背景下,从目标与环境辐射特性之间的关系出发,针对不同的大气条件对点目标成像过程中的大气衰减分别进行了计算。使用NETD方法对在相应条件下不同距离上的热成像系统的信噪比进行了估算。分析比较了直接温差估算法和间接温差估算... 详细信息

在海空背景下,从目标与环境辐射特性之间的关系出发,针对不同的大气条件对点目标成像过程中的大气衰减分别进行了计算。使用NETD方法对在相应条件下不同距离上的热成像系统的信噪比进行了估算。分析比较了直接温差估算法和间接温差估算法两种信噪比的计算结果。

关键词：热成像视距环境 NETD 信噪比

一种基于色度学的RGBW信号映射算法评价方法

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光谱学与光谱分析 2016年第10期36卷 3119-3126页

作者：潘定平金伟其裘溯范秋梅北京理工大学光电学院光电成像技术与系统教育部重点实验室北京100081

随着对高亮度、低功耗绿色显示技术的不断追求,RGBW显示技术成为了国内外的热门研究方向,已有多种RGBW显示器在市场上开始推广。由于将传统显示器rgb信号转换到RGBW显示器RGBW信号的映射算法不仅需要保留初始颜色,且需要兼容具有不同子... 详细信息

随着对高亮度、低功耗绿色显示技术的不断追求,RGBW显示技术成为了国内外的热门研究方向,已有多种RGBW显示器在市场上开始推广。由于将传统显示器rgb信号转换到RGBW显示器RGBW信号的映射算法不仅需要保留初始颜色,且需要兼容具有不同子像素布局方式的RGBW显示器,因此,信号映射算法成为RGBW显示的关键。在介绍现有的五种信号映射算法的基础上,分析了RGBW显示器中新增的白色子像素对显示颜色的作用方式以及现有四种RGBW子像素布局方式对映射算法显示效果的影响;提出了优秀映射算法应满足的三点要求,并据此推导出优秀映射算法的普适性等式及衡量映射算法亮度提升能力的亮度因子;针对五种映射算法的模拟实验表明:满足普适性等式的映射算法能更好地保留初始颜色的色调和饱和度,亮度因子可有效表征算法对亮度的提升能力。该模型不仅可用于评价现有映射算法,而且可为新型映射算法的研究提供理论指导,使之兼容于具有不同硬件参数和子像素布局的显示器,有助于RGBW显示技术的普及推广。

关键词： RGB RGBW 色度学白色子像素子像素布局算法评价普适性等式

基于最小可分辨对比度的近红外距离选通成像系统作用距离模型

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光学学报 2010年第12期30卷 3481-3486页

作者：李力裘溯金伟其王吉晖黄有为北京理工大学光电学院光电成像技术与系统教育部重点实验室北京100081

基于近红外或短波红外脉冲激光照明的距离选通成像(RGI)技术能够有效降低后向散射的影响,提高夜间以及恶劣环境下光电成像系统的作用距离。针对近红外RGI系统的设计与分析需要,研究提出RGI系统的作用距离模型和预测方法,即在按照传统连... 详细信息

基于近红外或短波红外脉冲激光照明的距离选通成像(RGI)技术能够有效降低后向散射的影响,提高夜间以及恶劣环境下光电成像系统的作用距离。针对近红外RGI系统的设计与分析需要,研究提出RGI系统的作用距离模型和预测方法,即在按照传统连续(被动)成像模式计算或测试RGI系统最小可分辨对比度(MRC)性能的基础上,采用曝光时间积分等效的原理,折算周期性脉冲激光的成像效果,进而采用等效条带图案方式预测RGI系统对不同目标的作用距离。该方法预测结果与实际系统实验结果具有较好的一致性,表明该方法的有效性。该方法可用于各种近红外RGI系统的设计与性能分析,也可适用于短波红外RGI系统的作用距离预测。

关键词：成像系统距离选通成像近红外激光成像最小可分辨对比率作用距离

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基于双目变焦超分辨率成像的测距方法

光学学报 2020年第14期40卷 92-100页

作者：刘诗婷金伟其李力裘溯北京理工大学光电学院光电成像技术与系统教育部重点实验室北京100081

针对目前双目成像测距系统由于基线距离、成像焦距等硬件限制,难以进一步提高测距精度的问题,提出一种基于双目变焦的超分辨成像测距方法。通过变焦系统进行变焦超分辨率重建,在系统其余硬件条件不变的情况下提高系统的成像分辨率,进而... 详细信息

针对目前双目成像测距系统由于基线距离、成像焦距等硬件限制,难以进一步提高测距精度的问题,提出一种基于双目变焦的超分辨成像测距方法。通过变焦系统进行变焦超分辨率重建,在系统其余硬件条件不变的情况下提高系统的成像分辨率,进而提高双目系统的测距能力,减小双目系统的测距相对误差。实验结果表明:在相同的距离下,双目变焦测距系统具有更小测距相对误差;在相同的测距相对误差下,双目变焦测距系统具有更大的测距范围。通过同步变焦的双目立体视觉系统可提高三维场景的成像分辨率和测距分辨率,为实现小型远距离双目测距系统提供了一种新的有效思路。

关键词：成像系统双目视觉变焦成像超分辨率测距

基于高阶统计量双相干理论的图像篡改识别算法

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光学技术 2011年第3期37卷 351-356页

作者：裘溯金伟其宋铮北京理工大学光电学院光电成像与系统教育部重点实验室北京100081

随着图像处理技术的快速地发展和广泛地应用,图像篡改变得越来越容易和普及。恶意篡改的图像会对新闻、司法等领域造成极大的负面影响。对基于高阶统计量双相干理论的图像篡改检测方法进行了深入研究,论述了该方法的原理,并应用该方法... 详细信息

随着图像处理技术的快速地发展和广泛地应用,图像篡改变得越来越容易和普及。恶意篡改的图像会对新闻、司法等领域造成极大的负面影响。对基于高阶统计量双相干理论的图像篡改检测方法进行了深入研究,论述了该方法的原理,并应用该方法进行了大量的分类真假图像对照实验,分析了该方法的适用条件和局限性,实验结果表明,该方法的识别准确率与拼接边缘灰度的差异有关。

关键词：盲识别高阶统计量图像篡改双相干

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一种改进的直视型微光夜视系统视距模型

光子学报 2020年第4期49卷 56-65页

作者：金伟其张琴王霞李力裘溯北京理工大学光电学院光电成像技术与系统教育部重点实验室北京100081

针对经典视距模型对于三代与超二代像增强器的直视型微光夜视系统评价方面缺乏差异性,模拟仿真结果在10^-4 lx超低照度下不甚理想这一问题,对现有的经典视距模型进行了三个方面的优化:在系统的传递函数模型加入了人眼的传递函数;基于光... 详细信息

针对经典视距模型对于三代与超二代像增强器的直视型微光夜视系统评价方面缺乏差异性,模拟仿真结果在10^-4 lx超低照度下不甚理想这一问题,对现有的经典视距模型进行了三个方面的优化:在系统的传递函数模型加入了人眼的传递函数;基于光阴极与景物的光谱匹配修正了景物在光阴极产生的平均光电子数和光电子对比度公式;在噪声来源中加入了背景噪声项.进而推导出改进的视距模型,并通过头盔系统的实际外场实验结果进行了验证.结果表明,改进的视距模型能有效分辨出超二代和三代夜视系统的识别距离的差异,计算结果更接近实际测量结果.

关键词：直视型微光夜视系统经典视距模型人眼传函光谱匹配暗背景噪声

基于多微面光纤面板的仿生复眼图像拼接及定位算法

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兵工学报 2018年第6期39卷 1144-1150页

作者：杨超裘溯金伟其戴佳琳北京理工大学光电学院光电成像技术与系统教育部重点实验室北京100081

为研究仿生复眼系统的图像拼接以及目标定位技术,使用三维设计制图软件Solid Works对9个光学透镜组成的仿生复眼系统镜头支架进行设计;使用尺度不变特征变换算法对特征点进行提取,通过采用欧氏距离法和随机抽样一致性算法对特征点对进... 详细信息

为研究仿生复眼系统的图像拼接以及目标定位技术,使用三维设计制图软件Solid Works对9个光学透镜组成的仿生复眼系统镜头支架进行设计;使用尺度不变特征变换算法对特征点进行提取,通过采用欧氏距离法和随机抽样一致性算法对特征点对进行筛选;采用加权平均法对图像进行融合;根据子眼镜头之间相互交叠的信息,选用了双目测距原理对空间目标进行三维定位。搭建了一套视场角为74.3°的视觉系统,得到了一副大视场的仿生复眼拼接图像,对空间4个不同位置的目标进行了定位,证明此仿生复眼系统能够获取大视场的拼接图像,能够对空间目标进行定位。

关键词：仿生复眼图像拼接目标三维定位多微面光纤面板