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复杂背景下红外弱小目标检测研究

复杂背景下红外弱小目标检测研究

作者：习腾彦南昌航空大学

学位级别：硕士

红外搜索与跟踪系统(Infrared Search and Tracking,IRST)在军事领域有着极高的应用价值,在森林预警、民航监控等民用领域同样有着广泛的应用。红外弱小目标检测技术是IRST的关键技术之一,因此此项技术具有重要的研究意义。由于红外成... 详细信息

红外搜索与跟踪系统(Infrared Search and Tracking,IRST)在军事领域有着极高的应用价值,在森林预警、民航监控等民用领域同样有着广泛的应用。红外弱小目标检测技术是IRST的关键技术之一,因此此项技术具有重要的研究意义。由于红外成像的超远距离、红外图像缺乏丰富的图像细节以及在信号传输过程中能量的损失,造成了目标在图像中呈现尺寸小、信号弱的问题。同时,在遇见一些复杂背景的情况下,易出现与目标类似的虚警以及难以剔除的杂波。最后,在实现目标检测的同时尽可能提高算法的实时性。针对上述问题,本文的主要工作如下:(1)针对红外弱小目标检测中强杂波干扰的问题,提出一种基于交替方向乘子法和改进Top-hat变换的红外弱小目标检测算法。根据红外图像的非局部自相关特性,将目标检测问题转换为稀疏低秩矩阵恢复问题,获得包含目标的稀疏矩阵,完成初步的背景抑制。并与形态学三重结构元素Top-hat变换相结合,能够有效增强目标强度并剔除残留噪点。实验结果表明,与现有的6种算法相比,该算法具有更强的目标增强能力以及背景抑制能力,同时也具有较为不错的算法实时性。(2)针对现有的基于形态学的算法受限于固定单一的结构元素,从而导致复杂背景抑制能力差的问题,提出一种基于局部对比度的自适应Top-hat红外弱小目标检测算法。根据目标在图像中的视觉显著性,计算其局部对比度并形成显著图,获得目标尺寸的先验信息。再结合改进的双结构元素Top-hat变换,自适应设置结构元素尺寸,极大程度地利用目标及其邻域的灰度值差异来抑制背景和增强目标。实验结果表明,与同类形态学算法以及其他非同类的算法相比,该算法在各项评估指标上都具有明显优势。(3)针对计算局部对比度采用的滑动窗口,生成的显著图存在“膨胀效应”导致目标漏检的问题,提出了一种基于非下采样轮廓波变换与三层窗口局部对比度的红外弱小目标检测算法。根据目标在红外图像上的全局稀疏性,引入非下采样轮廓波变换将图像分解为低频和高频子图,构建高频和低频子图的差分图像。采用引导滤波有效增强目标信号强度,再结合三层滑动窗口计算局部对比度构建置信图。实验结果表明,该算法有效避免了“膨胀效应”造成的目标漏检问题,并与现有8种算法相比,该算法在背景抑制、目标增强以及精确度上均有良好的提升。

关键词：红外图像目标检测矩阵恢复形态学背景抑制局部对比度

基于局部对比度的自适应Top-Hat红外小目标检测

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激光与光电子学进展 2023年第16期60卷 364-376页

作者：习腾彦袁丽华王树鹏南昌航空大学测试与光电工程学院无损检测技术教育部重点实验室江西南昌330063 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司辽宁沈阳110000

Top-Hat的检测性能受限于固定单一的结构元素,导致对复杂背景的抑制能力差。针对该方法的不足,提出两种具有递进关系的改进Top-Hat算法。首先依据小目标与其邻域灰度值差异,改进了Top-Hat变换,提出了一种具有双结构元素的Top-Hat算法,... 详细信息

Top-Hat的检测性能受限于固定单一的结构元素,导致对复杂背景的抑制能力差。针对该方法的不足,提出两种具有递进关系的改进Top-Hat算法。首先依据小目标与其邻域灰度值差异,改进了Top-Hat变换,提出了一种具有双结构元素的Top-Hat算法,分别为膨胀和腐蚀操作设计了各自的结构元素,并且调整了开运算的运算顺序,以提高对红外小目标的检测性能。在此基础上,又提出一种基于局部对比度的自适应双结构Top-Hat红外小目标检测方法,通过计算局部对比度得到显著图,获得先验信息,自适应地改变双结构元素的大小,利用目标区域及其邻域的灰度值差异来抑制背景和增强目标。与同类方法和非同类方法进行对比实验研究,结果表明,所提基于局部对比度的自适应Top-Hat方法在5种评价指标中均表现突出。

关键词：红外图像小目标检测局部对比度 Top-Hat

基于红外序列独立成分分析的复合材料冲击损伤缺陷表征

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航空制造技术 2022年第20期65卷 83-91页

作者：袁丽华洪康朱言瑧习腾彦李喆南昌航空大学无损检测教育部重点实验室南昌330063 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司沈阳110043

采用独立成分分析方法研究了基于脉冲红外图像的复合材料冲击损伤的缺陷表征问题。首先依据试块脉冲红外试验的先验知识和缺陷与非缺陷之间的温差特性为红外序列图像选取合适的区间段;然后对构建的数据矩阵进行中心化与白化预处理,采用... 详细信息

采用独立成分分析方法研究了基于脉冲红外图像的复合材料冲击损伤的缺陷表征问题。首先依据试块脉冲红外试验的先验知识和缺陷与非缺陷之间的温差特性为红外序列图像选取合适的区间段;然后对构建的数据矩阵进行中心化与白化预处理,采用梯度下降法进行独立成分分析,由重构矩阵可得到独立成分特征图像;最后,选择合适的图像分割方法可以获得最大损伤长径和损伤短径的缺陷表征量。以两块不同厚度的碳纤维增强型复合层合板分别在30 J和40 J的冲击能量下的损伤缺陷为例,成功提取了冲击损伤的最大损伤长径和损伤短径,并与超声F扫描的结果进行对比,误差在可接受的范围内,尤其是厚度为2 mm的层合板,误差在5%以内。研究结果表明,独立成分分析能够有效区分噪声与缺陷,并且获得的特征图像比原始图像的信噪比更高、对比度更大以及图像质量更好,有利于缺陷的提取和表征。

关键词：独立成分分析脉冲红外无损检测复合材料冲击损伤图像分割

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C语言中的哲学思想体现探究

电脑知识与技术 2023年第4期19卷 112-115页

作者：袁丽华习腾彦南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室江西南昌330000

首先回顾了C语言的发展史和C语言标准的进化历程,各阶段的标准即为C语言在各阶段的“范式”,推动了C语言的应用和发展。随后分析指出C语言采用的“自顶向下、逐步细化”的算法思想是C语言编程的方法论;C语言的数据结构体现了唯物辩证法... 详细信息

首先回顾了C语言的发展史和C语言标准的进化历程,各阶段的标准即为C语言在各阶段的“范式”,推动了C语言的应用和发展。随后分析指出C语言采用的“自顶向下、逐步细化”的算法思想是C语言编程的方法论;C语言的数据结构体现了唯物辩证法中的联系观和发展观;选择结构体现了一分为二、全面分析问题的处理方法;循环结构则可体现从量变到质变的飞跃的哲学思想。通过对C语言中哲学思想的剖析,有利于促进C语言教学课程思政的开展,帮助学生建立正确的世界观。

关键词：算法数据结构范式方法论世界观

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高原与低地之间：重思费孝通的陇西走廊考察

开放时代 2025年第1期 95-106+7-8页

作者：毛雪彦兰州大学哲学社会学院社会学系

费孝通对陇西走廊的考察，体现了他在民族走廊研究中的整体性思考和研究焦点的关键转折，其理论眼光和现实关怀都有转变。陇西走廊是多民族交汇共生的空间，生活在其中的一些民族历史上以贸易的形式穿梭在高原和低地，形成了与高原和低... 详细信息

费孝通对陇西走廊的考察，体现了他在民族走廊研究中的整体性思考和研究焦点的关键转折，其理论眼光和现实关怀都有转变。陇西走廊是多民族交汇共生的空间，生活在其中的一些民族历史上以贸易的形式穿梭在高原和低地，形成了与高原和低地人群之间的协作与嵌合。费孝通认为，青藏高原的现代化必须发展市场，应延续并扩大陇西走廊中的民族在高原与低地的贸易传统，使其成为东西部市场之间的纽带，推动高原牧业的商品化与市场化。相应的政策建议直接影响了甘肃、青海两省的经济部署，促成了改革开放初期东西部市场的链接，对西北少数民族经济的现代化及市场格局产生了重要的作用，进而推动了西北地区发展战略由“种草种树，发展畜牧，改造山河，治穷致富”转为“种草种树，振兴农牧，多种经营，以工致富”的重大调整。

关键词：陇西走廊费孝通青藏高原市场

职业院校教师教学创新团队建设：逻辑、成效与未来向度——基于32个团队的研究

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职业技术教育 2025年第2期 54-60页

作者：沈中彦孙丹苏州市职业大学

教师教学创新团队是新时代建设职业教育“双师型”教师队伍的重要组成部分。通过对32个职业院校教师教学创新团队案例的比较研究发现：在理论逻辑上，基于目标的生成逻辑、基于人本的主体逻辑、基于制度的客体逻辑相互作用，团队形成一... 详细信息

教师教学创新团队是新时代建设职业教育“双师型”教师队伍的重要组成部分。通过对32个职业院校教师教学创新团队案例的比较研究发现：在理论逻辑上，基于目标的生成逻辑、基于人本的主体逻辑、基于制度的客体逻辑相互作用，团队形成一个有机整体；在实践成效上，团队建设与教学创新双轮驱动、产教融合与科教融汇双融协同、社会服务与国际合作双面赋能。面向未来，职业院校教师教学创新团队的建设需要政府、学校、团队、研究者等多方协同发力，聚焦内涵创新、机制创新、治理创新、理论创新，为培养更多高素质技术技能人才提供强有力的师资支撑。

关键词：职业教育职业院校教学创新团队 “双师”队伍

绿色新质生产力驱动畜牧企业低碳转型的实证分析

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饲料研究 2025年 192-197页

作者：郝美彦太原理工大学财经学院

绿色新质生产力作为兼具绿色创新与绿色制度内涵的先进生产力质态，对推动畜牧企业低碳转型具有明显效果。文章以2015—2022年42家畜牧业上市公司面板数据为研究样本，采用双向固定效应模型实证考察绿色新质生产力对畜牧企业低碳转型的... 详细信息

绿色新质生产力作为兼具绿色创新与绿色制度内涵的先进生产力质态，对推动畜牧企业低碳转型具有明显效果。文章以2015—2022年42家畜牧业上市公司面板数据为研究样本，采用双向固定效应模型实证考察绿色新质生产力对畜牧企业低碳转型的影响效应与作用机制。结果显示，绿色新质生产力能够显著促进畜牧企业低碳转型。机制检验结果显示，绿色新质生产力能够通过促进绿色技术创新、产业结构升级驱动畜牧企业低碳转型。文章提出厚植绿色生态优势，积蓄绿色新质生产力发展新动能，找准绿色技术创新着力点，激活畜牧企业低碳转型内驱力，优化调整产业结构，打造畜牧企业低碳转型“强引擎”的对策建议，以期为加速畜牧企业低碳转型提供参考。

关键词：绿色新质生产力畜牧企业低碳转型数字技术创新产业结构升级

光催化剂g-C3N4在能源环境中的研究进展

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中国陶瓷 2025年 1-7页

作者：任富彦王博新疆科技学院新疆水利水电勘测设计研究院有限责任公司

石墨相氮化碳（g-C3N4）因易于合成、结构独特、稳定且成本低廉，成为光催化领域的热点。然而，其光催化性能尚不尽如人意，主因在于对可见光的吸收不足、表面积小、电子导电性差以及光生电子–空穴对的快速复合。研究者通过多种改性策... 详细信息

石墨相氮化碳（g-C3N4）因易于合成、结构独特、稳定且成本低廉，成为光催化领域的热点。然而，其光催化性能尚不尽如人意，主因在于对可见光的吸收不足、表面积小、电子导电性差以及光生电子–空穴对的快速复合。研究者通过多种改性策略提升性能，包括形貌控制、元素掺杂和异质结构构建等。通过系统介绍g-C3N4的制备及改性方法，总结其在能源环境方面的光催化应用，如析氢、CO2还原和污染物降解等研究进展。深化了对g-C3N4在能源与环境可持续性中的角色的理解，为其制备、改性和应用提供了重要参考。

关键词： g-C N 光催化析氢改性应用

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失效的“压舱石”:经济安全化的现实转向

国际安全研究 2025年第1期43卷 133-154,159页

作者：高程部彦君中国社会科学院拉丁美洲研究所中国社会科学院大学国际政治经济学院北京100007 同济大学政治与国际关系学院上海200092

经济安全化是国家通过安全叙述将非安全的经济议题转化为安全议题的过程。在国家认为经济合作的收益将损害其在权力竞争中的整体所得时,或者在国家间政治外交关系遇到巨大震荡或冲击时,国家安全逻辑会超越经济逻辑而生效。此时,安全与... 详细信息

经济安全化是国家通过安全叙述将非安全的经济议题转化为安全议题的过程。在国家认为经济合作的收益将损害其在权力竞争中的整体所得时,或者在国家间政治外交关系遇到巨大震荡或冲击时,国家安全逻辑会超越经济逻辑而生效。此时,安全与经济问题在刻意煽动下交织碰撞,国家间密切的经贸关系不仅难以成为管控两国矛盾与分歧的“压舱石”,反而会被国家视作现存的“安全威胁”,成为某些国家中断或破坏双边政治经济联系的借口与手段。国家间存在的经济相互依赖关系也会随之成为安全化操纵国维护与拓展权力、进行地缘政治竞争和打击、操纵他国的战略性工具。因此,文章以存在紧密经济相互依赖的中美与俄欧关系为案例,在比较中美、俄欧之间不同经济安全化动因的基础上,分析经济安全化转向背后的选择逻辑,为中国更好地应对经济安全化挑战、更有针对性地发挥“经济压舱石”作用提供一定思考。

关键词：经济安全化经济压舱石国家安全经济相互依赖