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机载高光谱成像技术在长江经济带苏、皖、浙地区生态环境保护中的应用 被引量：7
1
作者 修连存 郑志忠 +10 位作者 杨彬 殷靓 高扬 姜月华 黄岩 周权平 石剑龙 董金鑫 陈春霞 梁森 俞正奎 《中国地质》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1334-1356,共23页
机载高光谱成像是一种快速、无损的检测技术,具有光谱分辨率高、波段窄而多和图谱合一的特点。国内小型化的机载高光谱成像仪主要依赖进口,价格昂贵,且高性能的高光谱设备进口困难,限制了高光谱技术在国内的推广和普及。中国地质调查局... 机载高光谱成像是一种快速、无损的检测技术,具有光谱分辨率高、波段窄而多和图谱合一的特点。国内小型化的机载高光谱成像仪主要依赖进口,价格昂贵,且高性能的高光谱设备进口困难,限制了高光谱技术在国内的推广和普及。中国地质调查局南京地质调查中心在国家重大仪器开发专项和国家重点研发计划支持下,成功研制出以推扫式小型化成像光谱仪HMS400/1000为核心的轻型机载高光谱成像系统SSMap,建立了机载高光谱遥感综合调查技术方法和作业流程,形成了一套可靠的地物分类方法和水土污染光谱定量反演模型。本文在介绍机载高光谱成像技术基本原理和分析国内外研究现状的基础上,以自主研发的机载高光谱成像系统SSMap为例,结合长江经济带生态环境的需求,详细探讨了总面积4500余km^(2)的航空高光谱遥感作业方法、信息提取与调查应用。通过长江经济带江苏、安徽、浙江等地区的生态环境地质调查应用示范,取得了高质量的机载遥感数据,获得了一批重要调查成果。研究表明,机载高光谱成像技术在生态环境调查、水体监测、土地利用和土地质量评价等方面具广阔应用前景。具有自主知识产权的国产化机载高光谱成像仪降低了采购成本,推动了机载高光谱技术普及,服务了国家重大区域发展战略,具有显著的经济和社会效益。 展开更多
关键词 机载高光谱成像 遥感 生态环境调查 地质调查应用 矿产勘查工程 水文地质工程 长江经济带 江苏 安徽 浙江
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联合低秩与稀疏先验的高光谱图像压缩感知重建 被引量：10
2
作者 孙玉宝 吴泽彬 +1 位作者 吴敏 刘青山 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期2219-2224,共6页
本文建立了一种新的高光谱图像压缩感知重建模型,编码端采用块对角的Noiselet测量矩阵对每一谱带进行独立采样,解码端首先建立高光谱图像低秩稀疏表示模型,分解为低秩与稀疏成分,并对低秩成分在空间维进行稀疏分解,进而构建联合谱间低... 本文建立了一种新的高光谱图像压缩感知重建模型,编码端采用块对角的Noiselet测量矩阵对每一谱带进行独立采样,解码端首先建立高光谱图像低秩稀疏表示模型,分解为低秩与稀疏成分,并对低秩成分在空间维进行稀疏分解,进而构建联合谱间低秩性先验与谱内空间稀疏性先验的凸优化重建模型,并提出模型求解的增广拉格朗日乘子迭代算法,通过引入辅助变量与线性化技巧,使得每一子问题均存在解析解,降低了模型求解的复杂度.实验结果验证了本文模型及其算法的有效性. 展开更多
关键词 压缩感知 低秩先验 稀疏先验 增广拉格朗日乘子算法
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小型机载高光谱成像仪在高山峡谷地区遥感地质岩性解译应用 被引量：2
3
作者 高扬 奚歌 +8 位作者 陈春霞 修连存 郑志忠 颜培胜 董金鑫 闫柏琨 柳稼航 赵宇浩 俞正奎 《中国地质》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1032-1043,共12页
【研究目的】水利工程项目通常位于地势险峻的山区,交通不便、环境恶劣,勘察工作十分艰苦。同时,视界限制使地质人员不能整体上掌握地质体的面貌,尤其在高山峡谷地区,人力、物力及时间成本耗费巨大。高光谱遥感技术在地质领域中的应用... 【研究目的】水利工程项目通常位于地势险峻的山区,交通不便、环境恶劣,勘察工作十分艰苦。同时,视界限制使地质人员不能整体上掌握地质体的面貌,尤其在高山峡谷地区,人力、物力及时间成本耗费巨大。高光谱遥感技术在地质领域中的应用主要集中在地物分布反演方向,通过未知地物与已知矿物之间相同的特征吸收峰来判定地物种类,利用其极高的光谱分辨率、空间分辨率和“图谱合一”的特性,可对高山峡谷区的地物目标进行精细分类,从而提高地质调查工作的效率,降低风险。【研究方法】中水北方勘测设计研究院利用中国地质调查局南京地质调查中心自主研发的高效率小型机载高光谱成像光谱仪,首次对位于甘南藏族自治州迭部县高山峡谷地带的工作区进行高光谱遥感对地探测,获取了工作区航空高光谱影像数据。采用最小噪声分离法、波段比值分析法对高光谱遥感数据进行岩性解译。【研究结果】结果表明:以白龙江为界,以北大部分为板岩及第四系黄土,以南则大部分为灰岩。解译结果与已知区域地质图岩性分布一致。【结论】本次研究验证了国产高光谱成像仪的可靠性与实用性,同时提高了水利工程前期地质勘查工作的效率和水平,并提供了险要地形地质勘察的一手资料。 展开更多
关键词 板岩 灰岩 黄土 岩性识别 机载高光谱遥感技术 小型短波红外成像系统 高山峡谷 水利工程 地质调查工程
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基于压缩感知的动态散射成像 被引量：7
4
作者 庄佳衍 陈钱 +1 位作者 何伟基 冒添逸 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期22-31,共10页
利用基于压缩感知的成像系统可以透过静态的散射介质获得高质量的重建图像.但是当散射介质动态变化时,因为采样所得的测量值受到散射介质衰减系数非线性变化的影响,重建图像质量会大大下降.针对上述情况,本文提出基于压缩感知成像系统... 利用基于压缩感知的成像系统可以透过静态的散射介质获得高质量的重建图像.但是当散射介质动态变化时,因为采样所得的测量值受到散射介质衰减系数非线性变化的影响,重建图像质量会大大下降.针对上述情况,本文提出基于压缩感知成像系统的测量值线性拉伸算法,该算法能够对所得到的非线性测量值进行分析,根据测量值大小的不同将测量值划分成数个区域并计算补偿系数,从而根据补偿系数进行测量值线性拉伸变换,使测量值线性化.最后再对变换后的测量值进行压缩感知重建计算.通过理论分析、计算机仿真和实验证明了所提算法能够有效地应对动态的散射介质,提高基于压缩感知成像系统在透过动态散射介质时的图像重建质量. 展开更多
关键词 成像 压缩感知 散射 动态
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基于EMCCD的光子计数成像方法与实验 被引量：1
5
作者 张磊 石峰 +5 位作者 邹燕 张龙 何伟基 程宏昌 顾国华 陈钱 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期384-390,共7页
讨论了在复杂背景条件下采用EMCCD实现光子计数成像的处理策略,提出了一种双重阈值滤波方法并通过实验验证了其有效性。根据EMCCD的成像模型,将EMCCD的输出图像表示为光子事件、偏置噪声和伪光子噪声事件的集合。通过采集多幅EMCCD的输... 讨论了在复杂背景条件下采用EMCCD实现光子计数成像的处理策略,提出了一种双重阈值滤波方法并通过实验验证了其有效性。根据EMCCD的成像模型,将EMCCD的输出图像表示为光子事件、偏置噪声和伪光子噪声事件的集合。通过采集多幅EMCCD的输出图像,将光子事件检测问题转化为标准的二元假设检测问题。利用贝叶斯判决,可以得到光子事件检测的最佳检测法则,使光子事件的误判代价达到最小,从而检测出光子事件及其空间分布特征。通过实验对比可以发现:提出的方法明显优于普通的累加积分方法,适合生物微光检测等超低照度条件下的成像领域。 展开更多
关键词 电子倍增CCD 光子计数成像 双重阈值滤波 微弱光检测
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基于多层小波深度聚合网络的高光谱图像超分辨率方法 被引量：1
6
作者 方健 杨劲翔 肖亮 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期201-216,共16页
利用低空间分辨率高光谱(Low Resolution HyperSpectral Image,LR-HSI)和高空间分辨率多光谱图像(High Resolution Multi Spectral Image,HR-MSI)的有机结合,实现高光谱空间分辨率增强,是当前高光谱图像处理的热点问题.目前,深度学习已... 利用低空间分辨率高光谱(Low Resolution HyperSpectral Image,LR-HSI)和高空间分辨率多光谱图像(High Resolution Multi Spectral Image,HR-MSI)的有机结合,实现高光谱空间分辨率增强,是当前高光谱图像处理的热点问题.目前,深度学习已成为高光谱-多光谱图像融合超分辨率的代表性方法,然而如何有效挖掘两者的互补空谱信息,实现空间结构和细节注入,在提升高光谱图像空间分辨率的同时保持高保真光谱信息,依然存在诸多挑战.本文提出了一种多层小波深度聚合网络(Multilevel Wavelet-Deep Aggregation Network,MW-DAN).该网络有机结合非抽取小波(Un Decimated Wavelet Transform,UDWT)分解和深度残差网络,建立双分支互补信息融合网络,提升图像重建性能.其中,通过深度残差网络中引入跳层汇聚连接,设计信息聚合型结构,并对多光谱图像进行UDWT方向子带分解,逐层注入到网络中间隐层,增强了方向子带结构的细节注入和光谱保真能力.整个网络通过LR-HSI,HR-MSI和HRHSI(High Resolution HyperSpectral Image)端对端训练,能够学习性能优越的空-谱融合的超分辨非线性映射.大量仿真数据集和真实数据集上的大量融合实验表明,本文提出的方法在客观评价指标、光谱保持和视觉效果上优于目前主流的深度学习方法 . 展开更多
关键词 高光谱图像 图像融合 深度学习 非抽取小波变换 深度残差聚合模块
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岩心扫描仪光谱数据质量评估方法研究 被引量：16
7
作者 修连存 郑志忠 +6 位作者 殷靓 陈春霞 俞正奎 黄宾 张秋宁 修小旭 高扬 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期2352-2356,共5页
岩心光谱扫描仪是近年来发展起来、用于岩心光谱和图片在线检测的仪器,它可以对岩心进行数字化,从而实现岩心自动编录,为地质科研、矿床研究和外围找矿提供依据,同时通过岩心数字化,可以建立岩心网上数据库,解决岩心保存带来的成本问题... 岩心光谱扫描仪是近年来发展起来、用于岩心光谱和图片在线检测的仪器,它可以对岩心进行数字化,从而实现岩心自动编录,为地质科研、矿床研究和外围找矿提供依据,同时通过岩心数字化,可以建立岩心网上数据库,解决岩心保存带来的成本问题,实现资源共享。岩心光谱测量数据的质量直接影响矿物识别、参数反演结果的可靠度,因此进行岩心光谱测试服务之前针对拟采用仪器进行数据质量评估是一项非常重要的工作。结合自主研发的CSD350A型岩心光谱扫描仪,以光谱学基本理论、光谱分析方法、岩心光谱分析要求等为基础,深入探讨了岩心光谱数据质量评估方法、评价准则、目标参数等关键问题,对自主研发的岩心光谱扫描仪数据质量进行了全面评估,表明仪器光谱测试功能的可靠性和有效性。实验测试表明,本方法所涉及的检测项目和检测参数,能够很好地反映岩心光谱扫描仪所测光谱的反射率光谱、波长精度、重复性及信噪比指标,从而对岩心光谱扫描仪数据质量做出正确评价,为商业服务提供数据质量依据。在目前缺少相关评估标准的情况下,本研究提出的评估方法对于岩心光谱测试工作的开展具有较大的应用价值。 展开更多
关键词 岩心光谱扫描仪 岩心光谱 矿物 波长 信噪比
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基于盖格-雪崩光电二极管的光子计数成像 被引量：20
8
作者 何伟基 司马博羽 +2 位作者 程耀进 成伟 陈钱 《光学精密工程》 CSCD 北大核心 2012年第8期1831-1837,共7页
考虑用传统的成像技术检测光生电荷信号时易受模数转换噪声干扰,本文提出了一种基于单光子灵敏雪崩光电二极管(GM-APD)的光子计数成像方法。该方法以单光子灵敏GM-APD作为探测单元,以全数字化方式实现微弱光学信号的有效检测。建立了GM-... 考虑用传统的成像技术检测光生电荷信号时易受模数转换噪声干扰,本文提出了一种基于单光子灵敏雪崩光电二极管(GM-APD)的光子计数成像方法。该方法以单光子灵敏GM-APD作为探测单元,以全数字化方式实现微弱光学信号的有效检测。建立了GM-APD光子流响应模型,利用马尔科夫更新过程分析了光子探测盲区对GM-APD瞬态响应的影响,得到了GM-APD输出的数字脉冲频率与光子流密度之间的关联表达式。搭建了二维扫描成像实验验证装置,通过实验得到了不同密度光子流条件下的光子计数图像。采用标准化互信息量分析得到,在光子流密度为3.0×104count/s的条件下,该实验装置仍然可以实现可视成像;当光子流密度达到2.7×105 count/s时,标准化互信息量大于0.5;实现了在低光子流密度时采用光子计数方式对目标物体的有效成像。 展开更多
关键词 单光子雪崩二极管 光子计数成像 马尔科夫更新 标准互信息量
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光谱角匹配加权核特征空间分离变换高光谱异常检测算法 被引量：5
9
作者 韩静 岳江 +2 位作者 张毅 柏连发 陈钱 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期359-365,共7页
提出了一种光谱角匹配(SAM)加权核特征空间分离变换(KEST)高光谱异常检测算法.在基于核的特征空间分离变换(KEST)算法基础上,利用光谱角匹配(SAM)测度对高维特征空间中检测点邻域差异相关矩阵(DCOR)中的每个样本引入权重因子,各样本权... 提出了一种光谱角匹配(SAM)加权核特征空间分离变换(KEST)高光谱异常检测算法.在基于核的特征空间分离变换(KEST)算法基础上,利用光谱角匹配(SAM)测度对高维特征空间中检测点邻域差异相关矩阵(DCOR)中的每个样本引入权重因子,各样本权重因子取决于该样本光谱向量与检测窗口数据中心向量夹角,从而抑制检测窗口中的病态数据,突出主成分数据的贡献,使得DCOR矩阵能够更好地描述目标、背景数据分布差异.通过理论分析和对模拟、实际数据实验比较,证明该算法较传统异常检测算法和KEST算法具有更高的检测率. 展开更多
关键词 高光谱 异常检测 光谱角匹配 特征空间分离变换 SAM加权KEST
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橙汁中多菌灵农药残留吸收光谱特征研究 被引量：7
10
作者 季仁东 陈梦岚 +3 位作者 赵志敏 朱星玥 王乐新 刘全金 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期721-724,共4页
利用分光光度计，通过对多菌灵及橙汁-多菌灵混合体系的紫外-可见吸收光谱进行研究，得到橙汁中不同农药含量下的吸收光谱特征，分析了吸光度与多菌灵农药含量的关系。研究表明：多菌灵药液在285 nm处有较强的特征吸收峰。通过向橙汁中... 利用分光光度计，通过对多菌灵及橙汁-多菌灵混合体系的紫外-可见吸收光谱进行研究，得到橙汁中不同农药含量下的吸收光谱特征，分析了吸光度与多菌灵农药含量的关系。研究表明：多菌灵药液在285 nm处有较强的特征吸收峰。通过向橙汁中逐量添加0.28 mg · mL -1多菌灵标准溶液，与纯多菌灵药液吸收光谱比较，发现峰值位置出现了小幅度蓝移（285～280 nm ），说明橙汁和多菌灵发生了相互作用，通过对280 nm波长处的吸光度与多菌灵药液含量进行最小二乘法线性拟合，建立了橙汁中吸光度与多菌灵农药含量之间的预测模型，发现吸光度与多菌灵药剂含量具有很好的线性关系，其线性函数模型为：I＝2.41＋9.26 x ，相关系数为0.996，回收率在81％～102％之间。根据该回归模型，可以得到橙汁中多菌灵农药残留量的准确值，从而验证了利用紫外-可见吸收光谱测定橙汁中多菌灵残留量的方法的可行性。研究表明，利用光谱技术直接对果汁中农药残留检测方法是可行的，能够满足快速分析的需要，本研究为农药残留检测提供了新的途径。 展开更多
关键词 橙汁 多菌灵 紫外吸收光谱 农药检测
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一种新的空谱联合稀疏高光谱目标检测方法 被引量：6
11
作者 宋义刚 吴泽彬 +2 位作者 孙乐 刘建军 韦志辉 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期834-841,共8页
目标检测是高光谱数据处理的重要应用之一,高光谱图像中空间和光谱信息的充分利用对于目标检测率的有效提升非常关键。提出一种新的联合稀疏表示的目标检测方法,将混合范数理论和算法应用于高光谱目标检测,在联合高光谱图像空间和光谱... 目标检测是高光谱数据处理的重要应用之一,高光谱图像中空间和光谱信息的充分利用对于目标检测率的有效提升非常关键。提出一种新的联合稀疏表示的目标检测方法,将混合范数理论和算法应用于高光谱目标检测,在联合高光谱图像空间和光谱信息的基础上,建立了基于联合稀疏性约束的混合范数正则化数学模型,并利用交替方向乘子法对模型进行了优化求解。仿真实验结果表明,该方法能有效提高高光谱目标检测的准确性,降低虚警率。 展开更多
关键词 信息处理技术 高光谱图像 目标检测 混合范数 联合稀疏性 交替方向乘子法
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基于交叉累计剩余熵的多光谱图像配准方法 被引量：7
12
作者 李超 陈钱 钱惟贤 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第7期1866-1870,共5页
针对传统互信息图像配准容易产生局部极值的问题,提出将双边滤波器和交叉累计剩余熵结合作为匹配算法,进行多光谱图像的配准。在这种配准算法中,首先针对多光谱图像特点,提出基于概率密度的双边滤波器边缘提取方法,其次采用交叉累计剩... 针对传统互信息图像配准容易产生局部极值的问题,提出将双边滤波器和交叉累计剩余熵结合作为匹配算法,进行多光谱图像的配准。在这种配准算法中,首先针对多光谱图像特点,提出基于概率密度的双边滤波器边缘提取方法,其次采用交叉累计剩余熵代替互信息作为测度函数将参考图像与待匹配图像的边缘进行匹配。双边滤波器的特性是去噪保边,而累计剩余熵比香农熵更具一般性,且该函数可以有效地避免局部极值,去除噪声。实验证明,该方法鲁棒性好,配准效果明显。 展开更多
关键词 多光谱配准 双边滤波器 概率密度函数 交叉累计剩余熵
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岩心光谱扫描仪数据处理应用研究 被引量：5
13
作者 陈春霞 修连存 高扬 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1630-1636,共7页
钻探是地质勘探的重要手段之一,近年来,随着我国地质事业的发展,大量岩心的存放和共享成了亟待解决的问题,研制岩心光谱扫描仪,实现岩心数字化解决了这一问题。然而,岩心光谱数据和图像数据的大量产生,对数据处理又提出了新要求。根据... 钻探是地质勘探的重要手段之一,近年来,随着我国地质事业的发展,大量岩心的存放和共享成了亟待解决的问题,研制岩心光谱扫描仪,实现岩心数字化解决了这一问题。然而,岩心光谱数据和图像数据的大量产生,对数据处理又提出了新要求。根据光谱学原理和光谱分析方法,对岩心扫描仪的光谱数据进行光谱分析和蚀变矿物填图,可以为地质科研、矿床分析和外围找矿提供依据。岩心图像也是岩心信息不可缺少的部分,由于岩心扫描仪探测器的局限性、光照条件以及岩心圆柱形的影响,会造成采集到的岩心图像光照不均和辐射畸变。使用非线性的双边滤波法来锐化图像,然后用黑白板定标的方法校正岩心图像,使岩心图像更加接近真实状况。用角点检测法进行特征点检测,完成了图像自动拼接工作,把一张张岩心图像按照岩心钻孔的顺序拼接成岩心柱和岩心盘,使岩心图像显示更直观。矿物的光谱分析是岩心扫描技术的核心,矿物不同,其特征吸收峰的位置也不同。常采用的矿物检索方法是吸收峰位匹配法,该方法适合混合矿物光谱检索。峰位匹配的依据是标准数据库,提出了分类数据库检索法,即根据矿物类型的不同,把标准数据库分为泥化蚀变矿物库、斑岩型蚀变矿物库、绢云母化蚀变矿物库等子数据库,根据样品图像及所处地质环境判断,选择合适的子数据库进行检索分析。文中进行两个实验,分别使用标准数据库和分类数据库分析同一样品,其分析结果表明准确率后者更高;使用标准数据库和分类数据库对同一批样品(141个样品)进行处理,用时分别是231和44 s。实验证明:分类数据库法不仅可以提高检索的准确度,还能大大加快检索速度,是准确、快速检索海量数据的有效方法。该方法是光谱检索中新颖、独特、有效的方法,是本文的创新之处。矿物光谱含有丰富的信息,其特征峰的峰强度、峰强比、峰位移、半高宽和反射率分别反应矿物的相对含量、相对温度、阳离子交换情况、结晶度和颜色等信息,提取同一批矿物的这些信息,对比分析,可获得成矿模型,揭示成矿规律。以安徽宣城一个钻孔为例,对岩心光谱扫描仪的数据进行自动图像拼接、光谱分析和蚀变矿物填图。从蚀变矿物信息提取图分析看出,该地区是酸性、低温的地质环境,低温区岩石颜色较深,在低温区中间也有高岭石、蒙脱石,说明具有良好的储油环境。经实践证明,该方法不仅效率高,能节省大量人工工作量,还能得到高质量的岩心盘拼接图、岩心柱状拼接和蚀变矿物信息提取图,是地质工作者处理岩心数据实用、可靠的方法。 展开更多
关键词 岩心扫描 信息提取 图像拼接 数据处理 分类数据库
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基于偏振菲涅尔反射比分布的主动偏振成像目标辨别方法 被引量：2
14
作者 耿利祥 陈钱 +2 位作者 钱惟贤 顾国华 潘佳惠 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1916-1920,共5页
由于偏振特性是材料自身所决定的物理特性,其偏振图像含有丰富的目标信息,利用偏振信息对目标进行识别一直是国内外目标探测领域的研究热点,而主动偏振成像较之被动偏振成像更具有信噪比高以及可控性好等优势。在详细分析了偏振菲涅尔... 由于偏振特性是材料自身所决定的物理特性,其偏振图像含有丰富的目标信息,利用偏振信息对目标进行识别一直是国内外目标探测领域的研究热点,而主动偏振成像较之被动偏振成像更具有信噪比高以及可控性好等优势。在详细分析了偏振菲涅尔反射比分布的理论基础上,提出了一种利用探测物体表面的偏振菲涅尔反射比的主动偏振成像方法。该方法在发射端将偏振方向正交的两种偏振态的光源交替照射到目标场景中,在探测端用分别装有两个偏振方向垂直的偏振片的CCD采集偏振图像。同时,将探测端架构在不同的探测方向采集目标经主动光源照射后的偏振数据,最后将这些数据传输到计算中心,通过最优化拟合技术反演出不同目标的光学常数,由于不同目标的表面材质不同,其反映出的光学常数就不同,从而达到辨识不同材质目标的目的。实验分别采用了仿真数据和实测数据来验证该方法的有效性。仿真实验显示,所提出的方法利用材料的光学常数对不同材料进行区分不仅是科学的而且更方便有效。实测数据进一步验证了该方法能够较好的恢复出目标的相关光学常数,尤其在区分金属和非金属材料方面表现突出,并且探测方法结构简单实用,在目标探测、伪装识别等领域中有较大应用前景。 展开更多
关键词 主动偏振探测 偏振菲涅尔反射比 双向分布反射函数 偏振成像
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基于GPU的空谱联合核稀疏表示高光谱分类并行优化 被引量：3
15
作者 王启聪 吴泽彬 +3 位作者 刘建军 韦志辉 叶舜 柳家福 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2014年第12期2321-2330,共10页
高光谱图像分类是遥感信息处理领域的热点问题,在核稀疏表示分类框架下,联合光谱信息和像元空间信息,空谱联合核稀疏表示高光谱图像分类能够取得较好的分类效果,但较高的计算复杂度及高光谱图像较大的数据量限制了其在实时性要求较高情... 高光谱图像分类是遥感信息处理领域的热点问题,在核稀疏表示分类框架下,联合光谱信息和像元空间信息,空谱联合核稀疏表示高光谱图像分类能够取得较好的分类效果,但较高的计算复杂度及高光谱图像较大的数据量限制了其在实时性要求较高情况下的应用。基于GPU/CUDA架构,提出了一种空谱联合核稀疏表示高光谱分类的并行优化方法,设计访存优化策略对主机和设备端数据交互进行优化;充分利用GPU并行计算能力,加速分类过程中核矩阵的计算;采用依据GPU并行特性实现的矩阵运算,优化基于交替方向乘子法的分类模型求解过程。利用实际高光谱图像数据进行的实验,验证了该方法的有效性和高效性。 展开更多
关键词 遥感 高光谱 GPU 并行 分类
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基于三维光谱角统计的光谱图像信息提取方法 被引量：1
16
作者 冯维一 陈钱 +2 位作者 何伟基 顾国华 苗壮 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期1285-1289,共5页
提出了一种新的基于三维光谱角统计的光谱图像信息提取方法。通过对影像上横向、竖向和对角方向相邻像元间采用光谱角计算相似度,构成一个三维的信息统计模型。该模型反映了相邻像元间所代表物质的相似度,通过在统计模型中设置不同的阈... 提出了一种新的基于三维光谱角统计的光谱图像信息提取方法。通过对影像上横向、竖向和对角方向相邻像元间采用光谱角计算相似度,构成一个三维的信息统计模型。该模型反映了相邻像元间所代表物质的相似度,通过在统计模型中设置不同的阈值和提取不同轴向的切片,可以从影像中提取代表同种物质的均匀区域和边缘信息,用于监督分类中训练样本的采集。该统计方法与直方图、散点图等传统统计工具相比,鲁棒性和可靠性更高,提取的信息更丰富。 展开更多
关键词 三维光谱角 高光谱 直方图 散点图 端元提取
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先进夜视成像技术发展探讨 被引量：5
17
作者 陈钱 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期1-8,共8页
夜视成像技术是在低照度条件下,将不可见辐射加以转换或将微弱的夜天光进行增强,以实现人眼夜间隐蔽观察的一种成像技术,在夜间侦查瞄准、辅助驾驶、导航制导等现代军事应用中发挥着重要作用。为了确保“单向透明”,充分发挥“拥有黑夜... 夜视成像技术是在低照度条件下,将不可见辐射加以转换或将微弱的夜天光进行增强,以实现人眼夜间隐蔽观察的一种成像技术,在夜间侦查瞄准、辅助驾驶、导航制导等现代军事应用中发挥着重要作用。为了确保“单向透明”,充分发挥“拥有黑夜”的技术优势,世界军事强国都投入大量人力、物力开展先进夜视成像技术研究,使夜视装备性能得以迅速发展。本文作为本期《红外与激光工程》——“南京理工大学”专刊的引子,概要地介绍了夜视成像技术当前的进展与所面临的挑战,并对未来先进夜视成像技术的发展趋势——基于光电转换的光强直接成像与基于计算成像的信号反演成像分别进行了探讨与展望。 展开更多
关键词 夜视成像 光电成像 计算成像 反演成像
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傅里叶变换微波光谱仪的信号采集与数据处理研究 被引量：5
18
作者 唐辉 朱海奇 +6 位作者 周卓辉 许孜 孙铭 李力 张玉珍 陈钱 康路 《分析化学》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期723-728,共6页
傅里叶变换微波光谱仪能精确测量分子的转动跃迁谱线,是量子化学和天文化学领域的重要实验工具。傅里叶变换微波光谱仪常利用混频器对高频微波分子信号进行下变频至低频后进行采样,并进行多次累加平均以提高信噪比。为了寻求高效、灵敏... 傅里叶变换微波光谱仪能精确测量分子的转动跃迁谱线,是量子化学和天文化学领域的重要实验工具。傅里叶变换微波光谱仪常利用混频器对高频微波分子信号进行下变频至低频后进行采样,并进行多次累加平均以提高信噪比。为了寻求高效、灵敏和准确的分子转动光谱检测方案,设计了零差式(Homodyne)和外差式(Heterodyne)两种不同的检测方案,提出了时域数据累加平均和频域数据累加平均两种不同的数据处理方案。以稀释在载气氩气中0.5%的羰基硫(OCS)分子为标准样品,对以上方案在差频200 MHz和0.4 MHz处分别进行了实验验证。研究结果表明,外差式检测灵敏度高于零差式检测,但设备成本更高;频域数据累加平均较时域数据累加平均的信噪比好,但数据处理量大,数据处理耗时较长。 展开更多
关键词 微波光谱仪 分子转动光谱 傅里叶变换 零差式检测 外差式检测
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远场合成孔径计算光学成像技术:文献综述与最新进展 被引量：6
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作者 李晟 王博文 +6 位作者 管海涛 梁坤瑶 胡岩 邹燕 张许 陈钱 左超 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期1-27,共27页
传统光学成像实质上是目标场景的光强信号在空间维度上的直接均匀采样记录与再现的过程。因此,其成像分辨率与信息量不可避免地受到光学衍射极限、成像系统空间带宽积等若干物理条件制约。如何突破这些物理制约,获得更高分辨率、更宽广... 传统光学成像实质上是目标场景的光强信号在空间维度上的直接均匀采样记录与再现的过程。因此,其成像分辨率与信息量不可避免地受到光学衍射极限、成像系统空间带宽积等若干物理条件制约。如何突破这些物理制约,获得更高分辨率、更宽广的图像信息,一直是该领域的永恒课题。计算光学成像通过前端光学调控与后端信号处理相结合,为突破成像系统的衍射极限限制,实现超分辨成像提供了新思路。本文综述了基于计算光学合成孔径成像实现成像分辨率的提升以及空间带宽积拓展的相关研究工作,主要包括基于相干主动合成孔径成像与非相干被动合成孔径成像的基础理论及关键技术。本文进一步揭示了当前“非相干、无源被动、超衍射极限”成像的迫切需求及其现阶段存在的瓶颈问题,并展望了今后的研究方向以及解决这些问题可能的技术途径。 展开更多
关键词 光学合成孔径探测 计算成像 超分辨 傅里叶叠层 非相干合成孔径 远场成像
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地球临边场景红外遥感成像仿真方法 被引量：3
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作者 陈雪琦 万敏杰 +3 位作者 许运凯 钱惟贤 陈钱 顾国华 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期16-23,共8页
地球临边场景仿真是卫星红外探测领域的关键组成部分,是空中高速目标远距离探测场景模拟的重要基础。临边观测下的地球表面近似于球面,传统的基于海洋三维形态并计算表面辐射特性的海洋红外图像仿真方法不适用。云层的厚度和高度对红外... 地球临边场景仿真是卫星红外探测领域的关键组成部分,是空中高速目标远距离探测场景模拟的重要基础。临边观测下的地球表面近似于球面,传统的基于海洋三维形态并计算表面辐射特性的海洋红外图像仿真方法不适用。云层的厚度和高度对红外辐射传输特性的计算有重要影响,视云层为粒子团的处理方法会大大降低仿真的计算速度。因此,研究了海洋和云的红外辐射模型、地球-空间坐标系与红外相机坐标系的转换关系和大气传输模型,提出地球临边场景红外遥感成像仿真方法。根据场景组分的差异,分别建立海洋分布模型、多层云分布模型,并根据海洋和云层的红外辐射与反射特性,构建地球临边场景红外辐射模型。通过地球-空间坐标系与相机坐标系的转换关系,利用大气传输理论和传感器效应仿真,计算各观测角度的地球临边场景卫星遥感红外仿真图像。实验结果表明:仿真得到的红外图像画质清晰,符合地球临边场景红外辐射特性,其平均拉普拉斯算子和可达0.15,平均灰度梯度可达0.70。 展开更多
关键词 红外物理 临边场景图像 遥感成像仿真 大气红外辐射 云场景
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