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基于微场镜阵列的红外光场中继成像系统

红外与激光工程 2020年第7期49卷 83-88页

作者：王腾飞陈永和傅雨田中国科学院红外探测与成像技术重点实验室上海200083 中国科学院上海技术物理研究所上海200083 中国科学院大学北京100049

光场成像是一种通过采集光场信息和重聚焦计算而成像的方法。由于微透镜型光场相机的结构限制,为实现光学系统与探测器的耦合,一般采用改造探测器的方法,但不适用于红外光场相机。为此,提出了微场镜阵列结合中继透镜的新型结构。这种新... 详细信息

光场成像是一种通过采集光场信息和重聚焦计算而成像的方法。由于微透镜型光场相机的结构限制,为实现光学系统与探测器的耦合,一般采用改造探测器的方法,但不适用于红外光场相机。为此,提出了微场镜阵列结合中继透镜的新型结构。这种新型结构通过中继透镜对中间像面1:1成像,通过微场镜阵列改善中继透镜产生的渐晕。采用倾斜刃边法计算系统的调制传递函数曲线,对比直接耦合、中继透镜耦合以及新型结构耦合三种结构的像质。根据不同的重聚焦面,新型耦合结构在奈奎斯特频率下的曲线值相比于中继透镜耦合结构提升5%~240%,接近直接耦合结构。新型结构可在实现耦合的同时,避免系统像质的大幅度下降,可在红外光场相机中起到重要作用。

关键词：红外光场成像中继透镜渐晕场镜微透镜阵列

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适用于微小卫星平台的小型可见光相机设计

红外与激光工程 2015年第7期44卷 2087-2092页

作者：陈永和陈洪达傅雨田中国科学院上海技术物理研究所上海200083 中国科学院大学北京100049

现代微小卫星具有体积小、质量轻、研制周期短、成本低、发射方式灵活等优势,可在多个领域发挥重要作用,因此备受各国青睐,是当前空间技术发展的一个重要方向。实现微小卫星的一大关键是所搭载仪器、设备的小型化。设计了一套小型可见... 详细信息

现代微小卫星具有体积小、质量轻、研制周期短、成本低、发射方式灵活等优势,可在多个领域发挥重要作用,因此备受各国青睐,是当前空间技术发展的一个重要方向。实现微小卫星的一大关键是所搭载仪器、设备的小型化。设计了一套小型可见光相机,适合搭载于微小卫星平台。相机焦距210 mm,有效口径56 mm,角分辨率33μrad,视场7.8°×7.8°,像素规模达16 M。设计分析对比了不同光学结构型式的特点,最终采用折反射式光学系统。设计采用全球面镜片,选用了融石英和常规火石玻璃等低密度材料组合消像差,系统长度110 mm,摄远比小于0.53,光学质量小于370 g。

关键词：光学系统设计折反射系统空间相机高分辨率微小卫星

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海洋一号卫星水色水温扫描仪红外信息获取

遥感学报 2022年第8期26卷 1589-1601页

作者：范文龙黄小仙傅雨田中国科学院红外探测与成像技术重点实验室上海200083 中国科学院上海技术物理研究所上海200083 中国科学院大学北京100049

对海温分布与变化的探测是海洋一号卫星主载荷水色水温扫描仪(简称水色仪,COCTS)的主要任务之一。考虑到对海冰和海洋上空台风等气象要素的同时探测,实际水温探测通道的动态范围要求涵盖200—320 K的温度区间。由于某些洋面区域微弱温... 详细信息

对海温分布与变化的探测是海洋一号卫星主载荷水色水温扫描仪(简称水色仪,COCTS)的主要任务之一。考虑到对海冰和海洋上空台风等气象要素的同时探测,实际水温探测通道的动态范围要求涵盖200—320 K的温度区间。由于某些洋面区域微弱温度的变化将会导致严重天气灾害的发生,因此海温探测通道还需满足探测灵敏度与定量化的精度要求。本文旨在依据技术指标要求,设计水色仪红外通道的信息获取电路,包括对探测器微弱信号进行放大的前置放大电路,消除基础电平以提高动态范围的交流放大器,以及实现信号的直流恢复与动态范围调整的通道放大电路。基于对所使用的光导型红外探测器工作机理的研究,结合水色仪的系统组成与特性,为确保同时满足高动态范围与高灵敏度这一对相互矛盾的指标要求,通过理论分析计算、电路仿真等方法,确定各级放大电路的形式及参数。在真空环境模拟实验室对水色仪的系统性能进行测定,以验证信息获取电路设计的合理性。在实验室进行的红外辐射定标结果表明和在轨测试结果均表明,水色仪两个红外通道的动态范围和噪声等效温差(NETD)均能较好的满足技术指标要求。红外通道能够实时跟踪星上黑体信号随时间与周围环境的变化,可据此来对红外通道的定标系数进行即时修正,从而达到预期的在轨实时辐射定标的目的,为定量化反演海温奠定了基础,并能获取且制作出高质量的全球海温产品。

关键词：海洋一号信息获取海表温度红外光电导探测器直流恢复噪声等效温差调制传递函数

基于深度卷积神经网络的红外船只目标检测方法

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光学学报 2018年第7期38卷 152-158页

作者：王文秀傅雨田董峰李锋中国科学院红外探测与成像技术重点实验室上海200083 中国科学院上海技术物理研究所上海200083 中国科学院大学北京100049

针对红外船只图像较模糊导致的识别率低、识别速度慢等问题,提出了一种基于深度卷积神经网络(CNN)的检测算法。首先采用标记分水岭分割算法提取红外船只图像中的连通区域,并对原图相应的目标位置进行标记和归一化处理,提取候选区域。采... 详细信息

针对红外船只图像较模糊导致的识别率低、识别速度慢等问题,提出了一种基于深度卷积神经网络(CNN)的检测算法。首先采用标记分水岭分割算法提取红外船只图像中的连通区域,并对原图相应的目标位置进行标记和归一化处理,提取候选区域。采用改进的AlexNet(一种深度CNN模型)进行船只目标识别,将提取的候选区域送入改进的AlexNet进行特征提取和预测,得到最终检测结果。分水岭方法可大大减少候选区域检测时间,以及减少深度CNN识别时间。利用实验室自制的红外成像系统获取近千张红外船只图像数据,并对其平移缩放形成的数据集进行仿真实验。结果表明,标记分水岭与深度CNN的结合,可有效识别船只目标,所提方法具有良好的性能,能够更加快速准确地识别红外船只目标。

关键词：测量红外船只目标检测标记分水岭卷积神经网络图像分割

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基于FPGA的斯特林制冷机控制系统

低温工程 2010年第3期 39-41,64页

作者：朱鹏傅雨田中国科学院上海技术物理研究所上海200083

针对进口的分置式斯特林制冷机,使用Field Programmable Gate Array(FPGA)作为核心控制器对其进行控制。采用模块化的方法,对系统功能进行细分。着重阐述使用DDS技术生成压缩机双直线电机的SPWM驱动波形的方法,对子模块的功能作了详细讲... 详细信息

针对进口的分置式斯特林制冷机,使用Field Programmable Gate Array(FPGA)作为核心控制器对其进行控制。采用模块化的方法,对系统功能进行细分。着重阐述使用DDS技术生成压缩机双直线电机的SPWM驱动波形的方法,对子模块的功能作了详细讲解,并简单介绍了系统中温度闭环控制的数字PID算法。FPGA实现的数字式控制系统抗干扰能力强,具有一定的空间应用价值。

关键词： FPGA 斯特林制冷机温度闭环控制 SPWM PID

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基于神经网络的红外图像非均匀性校正

红外技术 2018年第2期40卷 164-169页

作者：张龙董峰傅雨田上海技术物理研究所中国科学院红外探测与成像技术重点实验室上海200083 中国科学院大学北京100049

由于红外焦平面材料、制造工艺的差异以及多路模拟信号输出的电路设计等因素,红外探测器在面源黑体目标下像元的输出不均匀,针对同一辐射目标得到的响应也不一致。红外探测器像元间的非均匀性影响目标辐射探测的质量,也使得获得的红外... 详细信息

由于红外焦平面材料、制造工艺的差异以及多路模拟信号输出的电路设计等因素,红外探测器在面源黑体目标下像元的输出不均匀,针对同一辐射目标得到的响应也不一致。红外探测器像元间的非均匀性影响目标辐射探测的质量,也使得获得的红外图像不能很好地反应目标辐射特性。先对红外图像进行盲元检测和补偿,通过双边滤波方法获得像元期望输出值,利用随机梯度下降法的神经网络模型对红外图像进行非均匀性校正。实验验证该方法较基于标定的校正方法具有适应场景变化、效果好的优点。

关键词：红外图像神经网络非均匀性校正随机梯度下降

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中波红外鱼眼镜头杂散辐射仿真分析

红外技术 2016年第2期38卷 117-120页

作者：张东阁傅雨田中国科学院红外成像与探测技术重点实验室上海200083 中国科学院上海技术物理研究所上海200083

分析了中波红外镜头点源透过率与视场角之间的变化规律。在相同光学结构下,以相同的通光口径、焦距和光机结构,建立视场角20°、40°、60°、80°和110°的中波红外镜头杂散辐射模型,分析了模型的点源透过率曲线。随着视场角增大,红外... 详细信息

分析了中波红外镜头点源透过率与视场角之间的变化规律。在相同光学结构下,以相同的通光口径、焦距和光机结构,建立视场角20°、40°、60°、80°和110°的中波红外镜头杂散辐射模型,分析了模型的点源透过率曲线。随着视场角增大,红外镜头的点源透过率曲线趋于平缓,对视场外杂散辐射的抑制能力下降。降温能减少镜头自身的杂散辐射,在小视场角情况下可以改变点源透过率曲线的形状,但随着视场角增加,降温对点源透过率曲线的影响逐渐减小。视场角增大是影响红外镜头杂散辐射强度和分布的显著因素,降温对红外鱼眼镜头点源透过率曲线的影响不明显。

关键词：杂散辐射大视场鱼眼镜头中波红外

微信用户健康信息甄别能力影响因素研究——以医疗健康类微信公众号为例

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现代情报 2024年第8期44卷 51-60页

作者：邱均平黄薇付裕添童子鲜杭州电子科技大学中国科教评价研究院浙江杭州310018 杭州电子科技大学管理学院浙江杭州310018

[目的/意义]微信已成为人们接收健康信息的主要来源,但医疗健康类公众号常常发表虚假、劣质、失实、诱导性的健康信息,而用户是否具有在线健康信息甄别能力是其健康信息素养提升的首要基础。因此,对微信用户甄别能力水平影响因素进行探... 详细信息

[目的/意义]微信已成为人们接收健康信息的主要来源,但医疗健康类公众号常常发表虚假、劣质、失实、诱导性的健康信息,而用户是否具有在线健康信息甄别能力是其健康信息素养提升的首要基础。因此,对微信用户甄别能力水平影响因素进行探究具有重要意义。[方法/过程]本研究采用问卷调查形式收集相关研究数据,并以此为基础构建单因变量健康信息甄别能力偏最小二乘回归(PLSR)模型,通过计算各影响因素指标投影重要性来衡量各影响因素的重要程度。[结果/结论]通过研究发现,内容更新、信息可读性、政府宣传这3个因素对用户健康信息甄别能力的影响最为突出,信息源权威性、媒体宣传、信息内容专业性、专家推荐、健康信息关注度、社会共识等因素影响次之,教育水平、收入水平、年龄等因素影响最低。

关键词：健康信息甄别能力影响因素 PLSR模型微信

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拼接式反射镜共相误差检测

光学学报 2017年第11期37卷 147-154页

作者：郑彬陆培芬陈永和傅雨田中国科学院上海技术物理研究所上海200083 中国科学院红外成像与探测技术重点实验室上海200083 中国科学院大学北京100049 华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室上海200062

基于圆孔衍射理论,设计了一套拼接式反射镜的共相误差光学检测系统,并采用双波长窄带共相算法实现对合成孔径拼接镜的共相检测。方案中设计了圆孔掩模板、相位板和微棱镜阵列,通过数值仿真得到子镜间存在一系列台阶差时的圆孔衍射模板图... 详细信息

基于圆孔衍射理论,设计了一套拼接式反射镜的共相误差光学检测系统,并采用双波长窄带共相算法实现对合成孔径拼接镜的共相检测。方案中设计了圆孔掩模板、相位板和微棱镜阵列,通过数值仿真得到子镜间存在一系列台阶差时的圆孔衍射模板图样,再将待测图样与模板图样进行相关匹配,获得当前子镜间存在的台阶差。在将检测方案应用于拼接镜检测之前,通过相位板在光路中引入已知量相位差进行模拟实验,对衍射图样进行采样和匹配;实验结果验证了方案的可行性,可实现对合成孔径拼接面进行较高精度的共相检测。

关键词：测量圆孔衍射共相检测拼接镜面合成孔径系统