水下微光高速电视记录系统的图像处理技术

水下微光高速电视记录系统的图像处理技术

王海涛[1]2002年在《水下微光高速电视记录系统的图像处理技术》文中认为随着海上试验靶场的发展,新型水下兵器试验和水下实时观测的需要,目前迫切需要一种专门应用于水下的光学高速摄像设备,在近距离内实现对水下武器发射实况进行记录,以满足对水下高速运动物体运动姿态的观测要求。 水下实况微光高速电视记录系统中利用一台WAT902H摄像机和两台PCI500高速摄像机完成水下目标的拍摄。本文首先对水下光学成像技术的历史与现状进行了概述;详细介绍了水下实况微光高速电视记录系统的使用环境、硬件组成与工作原理。然后对水的光学特性及其对水下成像的影响进行了理论分析,介绍了水下图象质量评价的两个参数即水中对比度和光学传递函数;对预期拍摄深度的海中照度进行了理论估算与实际测量;讨论了水下目标辅助照明时应注意的问题。介绍了WAT902H摄像机以及PCI500摄像机的性能特点以及图像采集的方法;利用Windows 2000 SERVER提供的终端服务功能实现了艇外摄像计算机与艇内控制计算机的实时通信。由于水下光学成像的特殊性,水下图象处理技术应该包括硬件和软件两个方面,硬件即水下专用成像镜头的设计与高性能的CCD选择,后期图象处理软件是利用计算机数字图像处理技术提高水下拍摄图象的质量,处理方法主要有灰度变换和锐化处理;实现了对Windows AVI数字视频文件文件的图像处理技术,并在此基础上完成了水下电视系统图像处理软件的设计。 水下实况微光高速电视记录系统通过实际水下拍摄验证,达到了技术指标的要求,水下拍摄图像取得了预期结果。

刘宇[2]2009年在《微光成像探测优化理论与高性能系统技术研究》文中认为论文研究了微光成像系统探测优化理论和方法。通过分析微光成像系统工作过程,研究了影响夜视过程的内外部因素,重点考虑了大气的散射特性及其在远距离情况下对目标对比度的衰减影响,开展了大雾天气下的夜视试验。根据理想光电成像系统探测方程,建立了微光成像系统基于大气散射介质成像理论的实际探测模型,分析了提高微光成像探测能力的因素。论文基于对大气散射特性和微光成像实际探测模型的研究,提出了调制传递函数(MTF)参数优先的设计原则,根据夜视系统在发现和识别方面的要求,提出了重点保障在低空间频率下的MTF特性的方法。相应研究、测试了微光像增强器的MTF特性,开展了基于MTF优先原则的光学系统优化,以及对叁代像增强器、CCD、CRT等器件的选择。论文通过理论分析和试验,确定了扩展微光成像探测能力的叁个研究重点,包括:系统MTF优先准则的有效性,选通像增强器的动态特性,助视下的系统技术及其探测能力。相应建立了:直视型和电视型的远距离微光成像系统样机、高速选通叁代ICCD系统样机、以及采用激光脉冲助视和微光选通组件的主动成像系统样机。论文开展了实验室测试和野外夜间观察试验。对飞行高度2km、速度约700km/h、翼展9.3m的空中目标的远距离夜视观察试验,取得了13.7km~20.0km的发现距离、8.0km~10.0km的识别距离。叁代选通ICCD的选通工作试验,获得了光阴极面照度10-5lx下400TVL和10-3lx下600TVL的高动态分辨力。主动成像野外试验,采取峰值功率100W、工作波长850nm、脉冲宽度200ns的激光器助视,获得间隔30m的树木之间的不同空间剖面的成像结果,以及穿透树木探测到其后面建筑物窗户的图像。研究表明:远距离微光成像系统研究中需要考虑对大气等介质对光学辐射的影响,对理想光电系统探测方程作基于散射影响的修正,能够更准确地反映夜视系统作用距离与相关因素的关系;基于MTF优化准则完成微光成像系统,能够有效扩展夜视系统的探测能力;叁代像增强器有很好的动态成像特性,适合高速选通应用;基于微光选通探测和激光助视的主动成像探测系统,能够穿透一些障碍物,获取一定空间剖面内的图像,是扩展微光成像探测能力的有效手段。在扩展微光成像探测性能方面还可以进一步开展散射影响下的理论、远距离主动成像系统等后继研究工作。

李元[3]2004年在《微光夜视仪性能仿真与视距评估系统》文中研究表明视距是微光夜视成像系统综合性能的象征,影响探测距离的因素既多又十分复杂,涉及到目标状态、大气条件、天空光度、夜视仪中元器件的性能参数,及人眼的视觉特性等等,通过计算解决是很难做到极其精确的。 为了对微光夜视系统的性能进行评估,本文根据系统仿真的原理,结合现代可视仿真技术,对微光夜视成像系统进行了仿真。主要内容如下: 分析了微光夜视系统的组成及原理,讨论了影响微光夜视系统性能的一些因素,给出了比较完整的微光视景仿真系统的实现方案。 利用MultiGen Creator建模软件完成了视景仿真所需叁维模型的建立,并给出了优化方法。 详细介绍了系统的软件实现流程,利用仿真引擎Vega完成了对微光夜视仪观察效果的叁维仿真并达到了预期的效果。

沈凌敏[4]2009年在《水下摄像系统的设计与研究》文中认为本文以水下光电成像技术为背景,设计了特定条件下必须的辅助照明系统用于提高成像质量。另外,针对水下图像衬度低、干扰因素多的特点,对系统拍摄的图像进行了处理。文中研究的水下摄像系统在浅水环境中作用距离能够达到6米以上,为今后进一步的水下成像技术的发展奠定了良好的基础。本文主要在以下几个方面进行了比较深入地研究:(1)分析了水中成像与大气中成像的光学特性差异并建立水下成像模型水中成像不同于大气中的特点主要在于:光在水中有较强的衰减、吸收和散射特性。这其中,散射作用对成像的影响尤为明显。因此,文章首先将建立有辅助光源条件下的成像系统模型,分析像面上光照度的3个部分的主要来源,即直线成像光束,前向散射光束和背向散射光束,为系统设计的实现提供理论支持。(2)辅助照明分系统设计首先针对系统的工作环境,分析白天和夜间浅水环境的光照度,并通过实验对比确定在怎样的条件下应当加入辅助照明分系统。然后,在上一章分析了水下成像理论模型的情况下,设计合适的照明方案,并通过实验予以论证。(3)水下目标图像提取技术研究分析了该系统实际拍到的水下图像的特性,针对水下图像衬度低、干扰因素多等特点,提出了一种适合水下运动目标的快速检测算法。利用线度指标检测是否有感兴趣的目标出现,实现了实时检测功能;利用小波变换对水下图像进行去噪处理;提出了基于小波多尺度边缘检测的水下图像处理算法,结合数学形态学运算和区域分割算法,把目标从背景中提取出来。

陆亚聪[5]2007年在《基于DMD高分辨率激光直写系统设计与实现》文中研究说明目前,包括我国在内的多个国家成功研制了不同结构的激光直写系统,应用于如集成电路制造、微光学元件加工、MEMS、光学检测、光学防伪等多个行业中,因此,激光直写系统的研制工作备受关注。Holomaker-Ⅲ-B新型激光直写系统在光学及机械结构上已基本成形,本课题从实际应用出发,旨在对系统的性能作详细分析,在光路的硬件装配、数据处理方案、控制软件及应用工艺上对该系统进行全面的优化设计和性能提升。通过对激光直写系统Holomaker-Ⅲ-B光路的改装,将DMD代替原来的方形光阑做为输入空间光调制器,把数字反射镜(Digital Micro-mirror Device,DMD)上的图像干涉成像在光刻胶板上,得到一个缩小倍率的、高质量的任意干涉光斑图形。此系统分辨率能够达到6000DPI,能够制作出高质量的光变图像,例如2D图像、2D/3D图像、3D图像以及各种精密的微刻图像和文字,并给出了实验结果。相对于传统的逐点光刻的形式,Holomaker-Ⅲ-B系统是以逐面光刻成功制作了2D图像、2D/3D图像、3D图像、各种精密的微刻图像和文字以及二元光学元件。逐面光刻除了速度上比逐点光刻快很多,而且在制作的质量和难度上都有着很大的进步。本课题通过对系统硬件软件设计及应用的深入研究,得出了Holomaker-Ⅲ-B系统一套高性价比的、实用化的实验研究设备,用其制作的部分元件已得到工业化应用。

佚名[6]2003年在《通信》文中提出TN91 2003060854俄罗斯深空测控通信技术的发展及现状/李平,张纪生(J晾跟踪与通信技术所)即电讯技术一2003,43(4)一1一8简单总结了俄罗斯(前劣联)深空测控通信技术的发展过程,主要介绍了俄罗斯深空网目前的组成和技术现状以及正在研制的尽

王宪军[7]2007年在《光电对抗技术在渡海登陆作战中的应用》文中研究表明渡海登陆作战是诸军兵种联合作战中最复杂、最困难的作战样式。随着光电武器装备在现代战争中的大量应用,光电对抗也将贯穿渡海登陆作战的全过程,成为决定渡海登陆作战胜败的关键因素之一。基于光电对抗技术在现代战争中的突出作用,着眼未来台海战争的打赢需要,结合渡海登陆作战军事理论,开展光电对抗技术在渡海登陆作战中的应用研究,对促进渡海登陆作战军事理论的发展和指导未来台海战场的实战均具有重要意义。本文以光电技术在渡海登陆作战中的应用为研究背景,首先对渡海登陆作战中涉及到的光电侦察技术、光电告警技术、光电干扰技术、激光致眩技术等主要光电对抗技术的工作原理进行了较深入的分析,在此基础上,详细考虑了使用条件和战术性能的关系。之后,论文结合渡海登陆作战的战术思想和渡海登陆作战的几个主要阶段,提出了渡海登陆作战中集结装载阶段、海上航渡阶段、换乘编波阶段、抢滩登陆阶段对光电对抗技术的战术需求:然后,论文从战术应用的角度并结合具体作战应用条件和光电对抗技术的技术特点,研究了对抗侦察成像卫星的激光干扰技术、舰船红外隐身技术和对来袭导弹的防护技术、换乘编波阶段的隐蔽措施、抢滩登陆阶段的激光致盲(眩)技术的应用方法和技术需求,并提出了战术应用中应注意的问题。最后,论文结合我军光电装备的现状,分析了渡海登陆作战理论的发展趋势和光电对抗技术及装备的发展趋势及其应对进行了思考。

夏明革, 何友, 黄晓冬, 夏仕昌[8]2002年在《多传感器图像融合应用评述》文中指出近几年 ,图像融合成为一个热门研究领域。图像融合是在多测度空间综合处理多源图像和图像序列的技术。通过融合处理、综合运用多源信息 ,得到性能比任一源图像好的图像 ,以便于图像的后续处理和更好地满足应用要求。从信息处理的层次上图像融合可分为 :信号层图像融合、像素层图像融合、特征层图像融合和符号层图像融合。比较了不同层次图像融合算法的特点 ,讨论了红外图像、可见光图像、多谱图像、雷达图像等的融合问题 ,给出了一个应用实例 ,并对图像融合的发展进行展望。

参考文献:

[1]. 水下微光高速电视记录系统的图像处理技术[D]. 王海涛. 哈尔滨工程大学. 2002

[2]. 微光成像探测优化理论与高性能系统技术研究[D]. 刘宇. 南京理工大学. 2009

[3]. 微光夜视仪性能仿真与视距评估系统[D]. 李元. 南京理工大学. 2004

[4]. 水下摄像系统的设计与研究[D]. 沈凌敏. 中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所). 2009

[5]. 基于DMD高分辨率激光直写系统设计与实现[D]. 陆亚聪. 苏州大学. 2007

[6]. 通信[J]. 佚名. 中国无线电电子学文摘. 2003

[7]. 光电对抗技术在渡海登陆作战中的应用[D]. 王宪军. 国防科学技术大学. 2007

[8]. 多传感器图像融合应用评述[J]. 夏明革, 何友, 黄晓冬, 夏仕昌. 舰船电子对抗. 2002

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