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噪声情况下模型式无波前探测自适应光学系统扩展目标成像校正
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作者 马良 徐奇 +3 位作者 吴阳 杨慧珍 杨海波 周渊深 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期250-256,共7页
利用88单元变形镜及电荷耦合器件成像器件,以扩展目标为校正对象,建立了带有噪声的无波前探测自适应光学系统模型。在噪声情况下,验证了扩展目标成像时掩模探测器信号和波前相位的平均梯度平方和之间存在线性关系。将基于此线性关系的... 利用88单元变形镜及电荷耦合器件成像器件,以扩展目标为校正对象,建立了带有噪声的无波前探测自适应光学系统模型。在噪声情况下,验证了扩展目标成像时掩模探测器信号和波前相位的平均梯度平方和之间存在线性关系。将基于此线性关系的算法作为无波前探测自适应光学系统的控制算法,通过仿真,检验了模型式无波前探测自适应光学系统在噪声情况下对扩展目标成像的校正能力。结果表明,相同湍流条件、不同信噪比下的校正效果接近。按照湍流条件从小到大的顺序,与信噪比为20 dB的结果相比,信噪比为5 dB时校正后的平均均方根相对误差分别为3.71%,2.94%和2.42%,说明基于该线性关系的模型控制算法具有较强的抗噪能力。 展开更多
关键词 成像系统 成像噪声 扩展目标 自适应光学系统 抗噪能力
海洋湍流中扩展物体漫反射光成像的数值模拟
2
作者 罗燏娟 季小玲 李晓庆 《中国激光》 CSCD 北大核心 2017年第11期141-148,共8页
采用空域滤波方法和海洋湍流功率谱,编制了海洋湍流中扩展物体漫反射光成像的模拟仿真程序,研究了成像质量与海洋湍流参数和接收孔径之间的关系。研究发现,随着海水湍流功率谱中由温度引起的海水折射率变化与由盐度变化引起的海水折... 采用空域滤波方法和海洋湍流功率谱,编制了海洋湍流中扩展物体漫反射光成像的模拟仿真程序,研究了成像质量与海洋湍流参数和接收孔径之间的关系。研究发现,随着海水湍流功率谱中由温度引起的海水折射率变化与由盐度变化引起的海水折射率变化的比率的增大,海水温度方差耗散率的增大,以及单位质量海水动能耗散率的减小,海洋湍流的可见参数减小,成像质量变差。该数值模拟方法为研究海洋湍流中扩展物体的漫反射光成像提供了一种可行、正确的方法。 展开更多
关键词 海洋光学 湍流介质中成像 海洋湍流 漫反射 扩展物体 数值模拟
基于改进豪斯多夫距离的扩展目标形态估计评估 被引量:3
3
作者 孙力帆 张森 +1 位作者 冀保峰 普杰信 《光学学报》 CSCD 北大核心 2017年第7期316-324,共9页
为了验证高精度传感器量测下某种扩展目标跟踪算法的有效性,往往需要与其它算法进行对比,并评估其估计性能。与传统的点目标不同,扩展目标跟踪的主要任务不仅仅是要估计出目标的运动状态,更重要的是要对其扩展形态进行精确估计。因此,... 为了验证高精度传感器量测下某种扩展目标跟踪算法的有效性,往往需要与其它算法进行对比,并评估其估计性能。与传统的点目标不同,扩展目标跟踪的主要任务不仅仅是要估计出目标的运动状态,更重要的是要对其扩展形态进行精确估计。因此,对扩展目标的形态估计性能评估有着迫切的需求。针对基于星凸形和支撑函数这两种具有代表性的扩展目标模型,考虑到其所具有的不同的形态参数描述方式,提出了一种具有不同数学形式的改进豪斯多夫距离来解决此问题。仿真实验表明,提出的改进豪斯多夫距离能够作为一种有效的度量准则来对扩展目标的形态估计性能进行有效评估。 展开更多
关键词 遥感 性能评估 扩展目标 形态估计 改进的豪斯多夫距离
基于随机有限集的多扩展目标跟踪研究进展 被引量:1
4
作者 单博炜 杨小军 《控制与决策》 CSCD 北大核心 2017年第6期961-966,共6页
对基于随机有限集的多扩展目标跟踪方法的研究现状和进展进行综述.首先给出扩展目标的数学模型;然后给出扩展目标形状估计的3种方法:随机矩阵法,随机超平面法和高斯过程法;接着给出多扩展目标的随机有限集滤波器的算法及优缺点;最后介... 对基于随机有限集的多扩展目标跟踪方法的研究现状和进展进行综述.首先给出扩展目标的数学模型;然后给出扩展目标形状估计的3种方法:随机矩阵法,随机超平面法和高斯过程法;接着给出多扩展目标的随机有限集滤波器的算法及优缺点;最后介绍多扩展目标跟踪的主要应用,并对其未来的发展方向做进一步展望. 展开更多
关键词 扩展目标 随机有限集 随机矩阵
基于扩展目标的航空器轨迹冲突探测方法 预览
5
作者 李波睿 周音 +1 位作者 彭茜 慕春棣 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2015年第12期60-66,共7页
轨迹冲突探测是航空安全的重要保障。传统的冲突探测方法将目标航空器视为点源目标,忽略其外形轮廓。随着提高空域利用率需求的增长和量测设备精度的提高,需要考虑目标外形轮廓对冲突探测结果的影响,否则容易造成漏报和误判。将扩展... 轨迹冲突探测是航空安全的重要保障。传统的冲突探测方法将目标航空器视为点源目标,忽略其外形轮廓。随着提高空域利用率需求的增长和量测设备精度的提高,需要考虑目标外形轮廓对冲突探测结果的影响,否则容易造成漏报和误判。将扩展目标引入冲突探测中,提出了扩展目标的冲突探测概率型方法,通过对积分区域的几何近似,得到了形式简洁的冲突概率解析解。与MonteCarlo方法进行了比较,仿真结果表明:在轨迹冲突探测中将大型目标视为扩展目标是非常有必要的;提出的冲突探测方法是有效的,能够很好地反映冲突概率的大小和变化趋势。 展开更多
关键词 冲突探测 扩展目标 扩展保护区 奇异值分解 几何近似法
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光电跟踪系统中扩展目标的成像对比度分析 预览
6
作者 黄健 邓科 +3 位作者 蒋大钢 张鹏 朱彬 幺周石 《电光与控制》 北大核心 2015年第5期6-9,24共5页
分析了影响大气层内扩展目标成像对比度的主要因素,研究了整体倾斜校正对扩展目标对比度影响的数学关系,并分析了采用绝对差分算法提取整体相位倾斜的复杂度优化问题。采用快速倾斜镜对成像光束整体倾斜进行校正能够提高扩展目标的成... 分析了影响大气层内扩展目标成像对比度的主要因素,研究了整体倾斜校正对扩展目标对比度影响的数学关系,并分析了采用绝对差分算法提取整体相位倾斜的复杂度优化问题。采用快速倾斜镜对成像光束整体倾斜进行校正能够提高扩展目标的成像对比度,降低后端数字图像处理的难度,进一步减少目标识别和跟踪所需要的时间,对提高低对比度目标的光电跟踪效率具有参考意义。 展开更多
关键词 光电跟踪 特征识别 低对比度 扩展目标 倾斜校正 绝对差分算法
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噪声环境下无波前探测自适应光学系统扩展目标成像校正 预览
7
作者 杨慧珍 李要球 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第S01期133-138,共6页
无波前探测自适应光学扩展目标成像应用中,成像噪声的污染严重影响着自适应光学系统的校正能力,尤其是像差较大的情况下。选取对噪声不敏感的图像质量标准作为控制算法优化的目标函数是一种可能途径。文中把图像的能量谱熵作为控制算... 无波前探测自适应光学扩展目标成像应用中,成像噪声的污染严重影响着自适应光学系统的校正能力,尤其是像差较大的情况下。选取对噪声不敏感的图像质量标准作为控制算法优化的目标函数是一种可能途径。文中把图像的能量谱熵作为控制算法的目标函数,使用61单元变形镜、随机并行梯度下降算法建立无波前探测自适应光学系统扩展目标成像校正模型。结果表明能量谱熵值的大小能准确地反映出有、无噪声时的图像质量变化情况。把能量谱熵作为自适应光学系统的性能指标函数时,尽管校正效果相比无噪声时有所降低,但情况最坏时斯特列而比SR值仅降低了0.1左右(SNR=5dB),自适应光学系统校正能力受噪声的影响显著减小。 展开更多
关键词 扩展目标 自适应光学系统 随机并行梯度下降 能量谱熵 噪声
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一种基于RTAI实时操作系统的相关跟踪处理机 预览 被引量:1
8
作者 杨靖文 陈善球 +1 位作者 饶长辉 熊耀恒 《天文研究与技术:国家天文台台刊》 CSCD 2011年第3期 285-292,共8页
引入倾斜校正自适应光学技术到月球激光测距中,详细介绍了倾斜校正自适应光学的相关跟踪原理,给出了一种基于实时操作系统RTAI的相关跟踪波前处理机的设计结果。该波前处理机采用绝对差分算法,使用通用CPU,基于Linux硬实时扩展系统RTAI... 引入倾斜校正自适应光学技术到月球激光测距中,详细介绍了倾斜校正自适应光学的相关跟踪原理,给出了一种基于实时操作系统RTAI的相关跟踪波前处理机的设计结果。该波前处理机采用绝对差分算法,使用通用CPU,基于Linux硬实时扩展系统RTAI实现对波前的实时处理。实验结果证明,它的相关跟踪处理帧频为1 KHz,并且具有集成度高、升级性能强、扩展性能好的特点。 展开更多
关键词 月球激光测距 RTAI 扩展目标 绝对差分算法
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基于离焦光栅的最小二乘波前复原算法 被引量:7
9
作者 李斐 饶长辉 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期2813-2820,共8页
基于离焦光栅的波前传感器具有全光学测量、光路简单、使用方便和受机械振动影响小等优点,在波前传感领域有着巨大的应用潜力。然而传统基于离焦光栅的波前复原算法仅适用于点目标的场合,对扩展目标的波前无能为力。为了扩展该技术的应... 基于离焦光栅的波前传感器具有全光学测量、光路简单、使用方便和受机械振动影响小等优点,在波前传感领域有着巨大的应用潜力。然而传统基于离焦光栅的波前复原算法仅适用于点目标的场合,对扩展目标的波前无能为力。为了扩展该技术的应用领域,提出一种基于离焦光栅的最小二乘波前复原算法,该算法不仅适用于点目标的波前复原,而且适用于扩展目标的波前复原与目标像的重建。给出了波前复原过程的数值仿真,在理想情况下,复原结果的均方根误差为0.18%。另外分析了影响复原精度的主要因素,并与传统算法进行对比分析。结果表明,新算法能够准确地对点目标和扩展目标进行波前复原。 展开更多
关键词 光计算 波前复原 扩展目标 最小二乘算法 离焦光栅
成像系统噪声对无波前探测自适应光学校正效果的影响 被引量:2
10
作者 杨慧珍 李新阳 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期2520-2525,共6页
大气湍流和成像系统噪声的存在使得观测的扩展目标图像退化、扭曲,进而无法辨认其细节。目前,常采用自适应光学技术实时去除由于大气湍流带来的像差。以61单元变形镜作为校正器,随机并行梯度下降算法作为无波前探测自适应光学系统的控... 大气湍流和成像系统噪声的存在使得观测的扩展目标图像退化、扭曲,进而无法辨认其细节。目前,常采用自适应光学技术实时去除由于大气湍流带来的像差。以61单元变形镜作为校正器,随机并行梯度下降算法作为无波前探测自适应光学系统的控制算法,扩展目标图像灰度值的方差函数作为控制算法优化的性能指标函数,建立无波前探测自适应光学系统仿真模型,分析成像系统噪声对无波前探测自适应光学校正效果的影响。结果表明,当像差较小且图像信噪比大于20 dB时,自适应光学技术的校正效果几乎不受影响;但随着信噪比的减小,校正效果对比无噪声时明显变差。相同的信噪比条件下,像差越大,成像效果受噪声的影响越大。 展开更多
关键词 大气光学 扩展目标 自适应光学系统 图像质量评价 随机并行梯度下降
应用于低对比度扩展目标观测的大型阵列太阳自适应光学电子系统的设计与实现 预览 被引量:2
11
作者 费玮玮 王长清 +3 位作者 刘濮鲲 蔡惠智 姜爱民 唐清善 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第12期 2987-2992,共6页
自适应光学由于能够显著提高空间分辨率,在天文观测领域日益得到广泛的应用。与通常应用于恒星观测的夜天文自适应光学技术相比,对太阳表面低对比度扩展目标的观测校正一直是自适应光学中的难点。该文针对太阳观测中的低对比度扩展目标... 自适应光学由于能够显著提高空间分辨率,在天文观测领域日益得到广泛的应用。与通常应用于恒星观测的夜天文自适应光学技术相比,对太阳表面低对比度扩展目标的观测校正一直是自适应光学中的难点。该文针对太阳观测中的低对比度扩展目标特性,采用FFT协方差相关算法,初步实现了大型阵列自适应光学电子系统。该系统采用阵列DSP和FPGA协同工作的架构,由低阶相关跟踪系统和高阶波前处理系统两部分组成。初步实验结果表明,系统能够满足预先设计的要求,并且具有较好的灵活性、通用性和扩展性。 展开更多
关键词 太阳自适应光学 扩展目标 协方差相关算法 波前处理 相关跟踪
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面向对象XML的存储模式的研究 预览 被引量:8
12
作者 周健 孙丽艳 《计算机技术与发展》 2009年第3期 114-117,122,共5页
面向对象XML包括两个组成部分:扩展模式文档和XML,利用解析后的扩展模式文档分析XML进行数据分析,以支持扩展XML-RL查询方式。文中设计了两种模式语言的解析方式和面向对象XML的两种存储模型,为集中式和分布式,并通过实验对比两种... 面向对象XML包括两个组成部分:扩展模式文档和XML,利用解析后的扩展模式文档分析XML进行数据分析,以支持扩展XML-RL查询方式。文中设计了两种模式语言的解析方式和面向对象XML的两种存储模型,为集中式和分布式,并通过实验对比两种存储模型的性能,分析了各自的优缺点,同时得到使用扩展XML Schema比Extended DTD更为有效的结论。 展开更多
关键词 XML 扩展模式语言 面向对象 存储模式
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基于绝对差分算法的相关HS波前处理机设计 预览 被引量:6
13
作者 彭晓峰 李梅 饶长辉 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期 18-22,共5页
在太阳自适应光学系统中,通常采用绝对差分或者互相关因子算法进行哈特曼波前探测。本文给出了一种基于绝对差分算法的相关HS(Hartmann—Shack)波前处理机的设计结果。针对子孔径阵列呈6x6方形排布,单个子孔径大小为32pixelsx32pix... 在太阳自适应光学系统中,通常采用绝对差分或者互相关因子算法进行哈特曼波前探测。本文给出了一种基于绝对差分算法的相关HS(Hartmann—Shack)波前处理机的设计结果。针对子孔径阵列呈6x6方形排布,单个子孔径大小为32pixelsx32pixels,参考模板大小为16pixels×16pixels的相关HS波前传感器,采用绝对差分算法在单片FPGA内实现了对波前的实时处理。实验结果表明,该处理机峰值运算量超过230亿次/s,系统延时120μs,能够满足1000Hz的CCD采样要求。本设计在单片FPGA内实现,具有成本低、易维护、集成度高的特点。 展开更多
关键词 太阳自适应光学 FPGA CCD 扩展目标 绝对差分算法
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利用相位差法测量望远镜像差 被引量:4
14
作者 李强 沈忙作 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期1553-1557,共5页
大气湍流引起的动态波前畸变和望远镜的像差是限制望远镜分辨力的主要因素,如何准确地测量望远镜的像差是进一步提高望远镜分辨能力的关键问题。相位差法利用在焦面和离焦面上同时采集到的短曝光图像,恢复出瞬时波前相位分布,然后根... 大气湍流引起的动态波前畸变和望远镜的像差是限制望远镜分辨力的主要因素,如何准确地测量望远镜的像差是进一步提高望远镜分辨能力的关键问题。相位差法利用在焦面和离焦面上同时采集到的短曝光图像,恢复出瞬时波前相位分布,然后根据大气湍流的统计特性进行平均,可以实现对望远镜像差的估计。通过计算机模拟实验,对利用相位差法恢复光瞳上的波前相位和测量望远镜像差进行了研究。模拟研究结果表明,利用相位差法能有效地估计出望远镜像差,估计均方根误差约为0.08个波长。 展开更多
关键词 应用光学 相位差法 望远镜像差 大气湍流 扩展目标
CCD器件噪声对有结构扩展目标跟踪算法的影响 预览
15
作者 高文静 窦茂森 +1 位作者 侯静 陆启生 《光电技术应用》 2006年第4期 27-30,46,共5页
简要阐述了互相关因子算法和绝对差分算法的基本原理;分析了CCD器件各种不同的噪声类型;在此基础上.考察了不同噪声对算法的影响;并且针对不同的噪声类型.比较了两种算法的优劣.针对不同主噪声类型的探测器选用最佳跟踪算法;该... 简要阐述了互相关因子算法和绝对差分算法的基本原理;分析了CCD器件各种不同的噪声类型;在此基础上.考察了不同噪声对算法的影响;并且针对不同的噪声类型.比较了两种算法的优劣.针对不同主噪声类型的探测器选用最佳跟踪算法;该研究对成像跟踪系统的设计具有一定的指导意义 展开更多
关键词 器件噪声 扩展目标 互相关因子算法 绝对差分算法 整体倾斜
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非Kolmogorov湍流情况下低阶校正自适应光学系统的性能分析 预览
16
作者 饶长辉 姜文汉 凌宁 《中国科学院研究生院学报》 CAS CSCD 2005年第4期 524-527,共4页
系统地研究了非Kolmogorov湍流情况下低阶校正自适应光学系统的性能.从理论上分析了非Kolmogorov湍流情况下相位扰动的空间特性和时间特性,推导了相位扰动的空间结构函数、时间结构函数以及时间功率谱.基于哈特曼-夏克波前传感器,提出... 系统地研究了非Kolmogorov湍流情况下低阶校正自适应光学系统的性能.从理论上分析了非Kolmogorov湍流情况下相位扰动的空间特性和时间特性,推导了相位扰动的空间结构函数、时间结构函数以及时间功率谱.基于哈特曼-夏克波前传感器,提出了一些测量大气参数的新方法.引入模式时间校正因子和模式非等晕因子,分析了低阶校正自适应光学系统的波前残余误差,并首次对扩展目标情况时低阶校正自适应光学系统的非等晕误差进行了研究.此外还根据实际采集的太阳表面米粒结构图像,采用事后处理的方法研究了倾斜校正自适应光学系统的性能. 展开更多
关键词 自适应光学 非Kolmogorov湍流 部分校正 大气湍流 扩展目标 性能分析
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有结构扩展目标整体倾斜信息提取有效性实验 预览 被引量:2
17
作者 高文静 侯静 陆启生 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2004年第11期 5-8,共4页
根据互相关因子算法和绝对差分算法的基本原理,利用Matlab实现了倾斜信息提取.在此基础上,考察了两种算法的精确性问题,发现绝对差分算法的拟合精度高于互相关算法,其数量级可达到0.0001像素;结合哈特曼波前传感器的测量结果,采用比对... 根据互相关因子算法和绝对差分算法的基本原理,利用Matlab实现了倾斜信息提取.在此基础上,考察了两种算法的精确性问题,发现绝对差分算法的拟合精度高于互相关算法,其数量级可达到0.0001像素;结合哈特曼波前传感器的测量结果,采用比对的方法,对有结构扩展目标两种算法提取倾斜信息的有效性进行了验证,可以得到,不同倾斜范围时两种算法提取的信息高度吻合,且处理后与哈特曼波前传感器走势一致;经自适应校正后,得到了很好的长曝光像.实验结果表明,这两种算法均可有效地提取出自适应光学所需要的光束波前整体倾斜信息. 展开更多
关键词 自适应光学 扩展目标 信息提取 整体倾斜 互相关因子算法 绝对差分算法
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基于哈特曼—夏克波前探测的图像解卷积:室内结果 被引量:10
18
作者 饶长辉 张学军 姜文汉 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第7期789-793,共5页
在简要介绍哈特曼夏克波前传感器原理和基于波前传感的目标图像解卷积恢复技术的基础上,分别给出了室内模拟点源和扩展源情况时畸变目标光斑图像解卷积处理的实验结果.结果表明,基于波前探测的图像解卷积事后处理能够有效地对畸变目标... 在简要介绍哈特曼夏克波前传感器原理和基于波前传感的目标图像解卷积恢复技术的基础上,分别给出了室内模拟点源和扩展源情况时畸变目标光斑图像解卷积处理的实验结果.结果表明,基于波前探测的图像解卷积事后处理能够有效地对畸变目标图像进行恢复. 展开更多
关键词 波前探测 图像解卷积 哈特曼-夏克波前传感器 事后处理 图像恢复 扩展目标 图像处理
用于毫米波焦面阵成像的小F数透镜焦区矢量衍射场分析 预览 被引量:2
19
作者 窦文斌 孙忠良 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期 109-113,共5页
采用射线追迹法和Stratton-Chu衍射积分公式研究透镜像空间的矢量衍射场,说明了决定衍射场分布样式的口径场相位分布的确定方法,对双曲面透镜给出了不同入射倾角时的焦区场功率分布,计算结果与实验吻合.并考察了焦区场的矢量特性,计算... 采用射线追迹法和Stratton-Chu衍射积分公式研究透镜像空间的矢量衍射场,说明了决定衍射场分布样式的口径场相位分布的确定方法,对双曲面透镜给出了不同入射倾角时的焦区场功率分布,计算结果与实验吻合.并考察了焦区场的矢量特性,计算与实验在毫米波频段完成. 展开更多
关键词 毫米波焦面阵成像 小F数透镜焦区 矢量衍射场 扩展目标 射线追迹法 光学系统
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低对比度扩展目标跟踪算法 预览 被引量:12
20
作者 饶长辉 姜文汉 +1 位作者 凌宁 Jacques M.Beckers 《天文学报》 CSCD 北大核心 2001年第3期 329-338,共10页
针对如太阳表面米粒结构和太阳黑子这类低对比度扩展目标,研究了互相关因子和绝对差分两种跟踪算法的有效性,并给出了根据所采集的图像进行后处理所得到的波前整体倾斜信号此外还比较了去除整体倾斜前后的太阳表面米粒结构长曝光像的对比度
关键词 对比度 扩展目标 互相关因子 绝对差分算法 大气相干长度 太阳黑子 大气湍流
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