红外技术

　　红外技术最新期刊目录

制冷型大相对孔径长波红外光学系统设计————作者：李阳;王保华;张绪国;龙亮;周紫薇;李林鹏;

摘要：针对320×256长波制冷型面阵探测器，提出并设计了一款制冷型长波红外成像光学系统。该光学系统由5片透镜组成，通过不同材料组合与后焦调节机构设计，实现了系统在工作温度-40℃～70℃范围内清晰成像。光学系统的工作谱段为7.5～9.5μm，焦距为50 mm，相对孔径为1/2，全视场为11°×8.8°，系统具有结构简单紧凑、相对孔径大、透过率高等优点。设计结果显示，光学系统在奈奎斯特频率为16.7 l...

线性APD焦平面多模式读出电路设计————作者：郑方舟;陈虓;吴圣娟;申乐;李敏;

摘要：线性雪崩光电二极管（Avalanche photodiode,APD）焦平面红外探测器有着广泛应用场景，APD探测器耦合具有多种模式的读出电路可在有限像元面积内实现多模式探测，提升探测系统集成度。本文设计了一种具有红外热成像模式、门控3D成像模式、激光测距模式和异步激光脉冲探测模式的APD读出电路，四种模式复用输入级电路。通过Krummenacher结构抑制背景辐射影响，扩展了光子飞行时间探测范围...

轻量级目标检测算法综述————作者：叶栢铖;朱尤攀;周永康;段晨昊;张昱东;陶志刚;傅志宇;

摘要：传统基于深度学习的目标检测算法通常需要巨大的计算资源和长时间的训练，不能满足工业界的需求。轻量级目标检测网络通过牺牲一部分检测精度，换取更快的推理速度和更轻量的模型，适用于边缘计算设备中的应用，受到了广泛关注。本文介绍了常用于压缩和加速模型轻量化技术，归类分析了轻量化骨干网络结构原理，并在YOLOv5s上进行实际效果对比。最后对轻量化目标检测算法的未来前景以及面临的挑战进行了展望

红外图像降噪综述————作者：赵梓惠;周永康;曾邦泽;唐兴芬;傅志宇;殷永成;

摘要：红外成像系统组成与成像环境的复杂性，致使红外图像处理时存在多种复杂噪声，严重影响成像质量，因此加强红外图像降噪研究意义重大。本文先描述红外成像系统结构与图像噪声来源，进而从空间域、频率域、空频结合以及深度学习角度，探讨红外图像降噪的传统及改进算法。鉴于深度学习降噪算法在该领域应用广泛且效果出色，文中对其着重探讨。同时，选取经典降噪算法对真实含噪红外图像开展降噪实验以对比性能。实验表明，深度学习降噪...

基于分组特征提取的轻量型多源目标检测————作者：万军;周凯;何文磊;

摘要：为兼顾多源目标检测网络的精度与效率，将分组卷积作用于目标多模态特征中，并配合注意力多尺度结构以及改进的目标框筛选策略，设计了一种轻量级的红外与可见光目标检测模型。模型先以多种特征降维策略对输入图像进行采样，降低噪声及冗余信息的影响；其次，根据特征通道所属模态进行分组，并利用深度可分离卷积分别对红外特征、可见光特征以及融合特征进行提取，提升多源特征提取结构的多样性以及高效性；然后，针对各维度多模态特...

基于双阶颜色信息的色域映射图像无参考质量评价算法————作者：何秋宏;余伟;郭志林;袁连海;刘玉英;

摘要：色域映射是用于在不同设备之间实现彩色图像高保真传输的一种技术。但通过色域映射得到的图像不可避免因颜色信息的损失产生严重的伪影和失真，从而导致纹理结构失真和色彩自然度失真。基于颜色信息损失严重的事实，本文提出了一种基于双阶颜色表示的无参考质量评价方法。传统图像质量评价方法大多基于灰度域提取质量感知特征，少数考虑颜色信息的方法也仅从色调、饱和度等颜色分量中提取特征。色调、饱和度均是通过R、G、B三个颜...

改进YOLOv7的电力设备红外图像多目标检测————作者：杨达伟;杨明圣;付博;

摘要：针对变电站红外图像中目标数量多、外观相似、背景与目标颜色相近时容易出现漏检误检等问题，提出了一种改进YOLOv7的电力设备红外图像多目标检测方法。首先，为了更好地保留红外图像中的浅层信息，在SPPCSPC模块中引入空洞卷积与均值池化以扩大感受野的同时防止红外小目标淹没在背景中；其次，针对多目标检测中的误检漏检等问题，在头部网络中引入了轻量型SimAM注意力机制以重点关注感兴趣区域。最后，选择一个更...

基于多尺度特征点提取的可见光与红外图像匹配方法————作者：李梓谦;板岩洼门;刘云;何东;杜如才;

摘要：针对可见光与红外图像匹配任务因图像特征差异较大导致的匹配精度低、适用性较差等问题，本文提出一种基于多尺度特征点提取的可见光与红外图像匹配方法（VisibleandInfraredImage Matching-Net, VIMN）。首先，为增强VIMN匹配网络适应图像几何变换的能力，在特征提取模块中引入可变卷积层（Deformable Convolution），同时，通过金字塔池化层（Spatial...

基于红外可见光特征增强与融合的目标检测算法————作者：李明禄;王肖霞;侯茂新;杨风暴;

摘要：为了应对复杂动态环境下红外与可见光双模态目标检测的挑战，特别是目标特征表达不足以及红外可见光特征在双模态融合中无法充分利用互补特征导致漏检和误检的问题，提出了一种用于目标检测的双分支特征增强与融合网络（Dual-Branch Feature Enhancement and Fusion,DBEF-Net）。针对模型对红外和可见光特征关注度不足的问题，设计了一种特征交互增强模块，该模块能够有效地关注...

一种引入多尺度卷积滤波器的高光谱特征提取方法————作者：黄飞庆;郭宝峰;尤靖云;吴治龙;王奕炜;王庆林;

摘要：针对循环神经网络存在的梯度消失现象和传统卷积神经网络感受野的限制问题，本文提出了一种引入多尺度卷积滤波器的光谱-空间特征提取方法。该方法包括光谱特征提取和空间特征提取两个部分。在光谱特征提取部分，将双向长短时记忆网络与波段分组策略相结合，在一定程度上缓解了因网络太深导致的梯度消失问题。在空间特征提取部分，在卷积神经网络的基础上引入多尺度卷积滤波器，使网络能够同时捕捉到细节特征和全局结构。同时将浅层...

基于FP-YOLO的舰船目标细粒度分类识别————作者：仲贵举;戴军;陈祥;

摘要：针对当前舰船目标分类识别任务中细粒度分类程度不足和精确定位性能欠佳的问题，提出一种改进的目标识别算法FP-YOLO。该算法在骨干网和颈部网中分别引入了新的跨阶段瓶颈模块D2f和G2f，增强了骨干网的细节特征提取能力和颈部网的全局信息交互能力。此外，算法设计了BNFM模块用于高效融合同层次特征图，优化了骨干网和颈部网特征的互补性，进一步提升了神经网络的泛化能力。最后，引入了滑动损失函数，使模型能够更...

面阵红外探测器照度非均匀性计算研究————作者：田亚;方志浩;王冠;付志凯;陈盛仪;

摘要：本文提出了面源黑体直接照射红外探测器组件时红外探测器芯片照度非均匀性的计算方法，并与基于立体角法计算照度非均匀性的方式进行了对比，为红外探测器组件非均匀性的评估提供了依据。计算结果表明，出瞳直径一定时，两者的评估差异随着出瞳到焦面高度的增加而整体减小，对于阵列规格为320×256，像元间距为30μm的探测器，当出瞳直径为5～25 mm，高度为20～25 mm时，两种方式对非均匀性的评估差异不超过1...

纹理及边缘特征增强的多尺度图像融合算法————作者：孙溪成;吕伏;

摘要：针对红外与可见光图像融合算法存在模型参数量大、效率低、特征提取不充分、细节纹理及边缘特征丢失等问题，本文提出了一种纹理及边缘特征增强的多尺度图像融合网络。首先，提出了边缘增强算子及边缘引导的注意力模块，以保留更多的边缘纹理信息并衰减不良伪影。其次，在多尺度通道注意力模块里融入深度可分离卷积和通道混洗操作，从而增强通道之间的交互能力并且降低时间复杂度。然后，将注意力特征融合里的顺序融合改进为双分支融...

基于光照增强的红外与可见光图像融合方法————作者：李津津;马利祥;龙海燕;刘春静;

摘要：针对低照度可见光图像与红外图像存在的光照分布不均匀、亮度低、对比度不足、细节信息缺失等问题，提出了一种基于光照增强的红外与可见光融合方法。在光照增强阶段，首先对红外图像进行处理，采用特定的对数与指数函数对图像的低、中强度像素信息进行处理，增强图像的局部对比度。其次采用自适应多尺度Retinex算法，对低照度可见光图像的整体亮度进行增强，提高图像的细节特征信息和纹理，使其具备良好的可观性。然后利用梯...

结合交叉注意力的红外小目标检测————作者：朱逸轩;陈慈发;蔡腾;

摘要：红外小目标检测在军事侦察、航空航天监测及安防等领域具有重要意义，特别是在低照度及复杂气候环境下，利用红外热成像技术可以精准捕捉并识别远方微小且信号弱的目标。针对红外场景下小目标特征微弱、检测精度低等问题，提出了一种改进的CTCA-YOLOv8算法。首先增加了小目标层并删除针对大目标的检测层，使得在显著降低参数量的情况下增加小目标的检测效果，然后分别添加BoT模块、跨层特征交互融合模块DFF以及交叉...

不均衡少标签样本下基于语义自动编码网络的高光谱图像分类————作者：孙宝刚;何国斌;

摘要：为了提升不均衡少标签样本下高光谱图像分类性能，本文提出了一种改进语义自动编码网络，该网络首先将高光谱的类别标签信息引入到语义自编码网络模型中,通过将不同数据集的原始数据及标签信息分别映射至同一特征空间以建立已知类别和未知类别的关联，然后将该对应关系应用于未知数据集进行标签推理，并构建基于图正则化项的目标函数以保存数据集中特征流形结构，最后采用交替方向乘子法将全局问题分解为多个较小、较容易求解的局部...

基于距离和视角补偿的复合绝缘子红外测温校准方法————作者：陈彬;刘华洲;孙君录;赵元林;李勃铖;彭沙沙;郭昊;

摘要：对复合绝缘子进行红外测温检测是判断其状态的重要手段。为了减少红外镜头拍摄距离和视角对复合绝缘子红外测温影响，提高测温精度，本文提出了一种基于粒子群优化算法的反向传播人工神经网络预测模型（PSO-BP）。首先，通过对正常和污秽情况下FXBW4-110/70型号的110 kV复合绝缘子进行高压测温试验，采用红外测温和光纤测温两类仪器采集复合绝缘子表面温度，以红外测温值、距离、视角为PSO-BP模型的输...

基于Transformer的多阶段特征增强RGB-T目标跟踪方法————作者：丁明亮;赵树飞;宋娟;郁章伟;

摘要：可见光-热红外（RGB-T）目标跟踪旨在结合可见光与热红外成像的双重优势，以达到稳定的跟踪性能。目前普遍的方法是为每个模态分配权重，但是这样无法充分利用它们的互补性。我们提出了一种用于RGB-T目标跟踪任务的多阶段多模态融合方法。首先，使用两个独立的特征提取网络单独提取各自模态特征，以便将单模态跟踪器TransT扩展到RGB-T任务上。其次，设计了模态内多尺度特征聚合和模态间特征调制融合，前者挖掘...

起源空间望远镜系统的低温制冷技术————作者：谢芳;张安阔;余文辉;谢晶;

摘要：低温制冷技术是空间红外望远镜的一项重要技术，起源空间望远镜（OST）是用于未来探索宇宙起源的中远红外空间望远镜。概述了空间红外望远镜低温制冷技术发展历程。综述了OST制冷系统的发展现状。对国内外未来可用于OST制冷系统的绝热去磁制冷机（CARDs）及多种机械制冷机（透平布雷顿制冷机，多级脉冲管制冷机，多级制冷机预冷的J-T制冷机）的发展现状进行了综述与分析，并给出其不同特点，为我国后续空间红外望远...

基于改进生成对抗网络的变电站接地网故障太赫兹层析成像————作者：薛炳磊;兰峰;张盛晰;张春辉;李小帆;

摘要：由于城市融合型变电站接地网更换困难，一旦接地网发生故障会对变电站以及周边建筑的安全产生较大影响。针对变电站接地网的故障检测问题，本文研究了基于改进生成对抗网络的太赫兹层析成像检测技术。针对太赫兹图像分辨率低、噪声高的特性，提出了基于改进生成对抗网络的太赫兹层析图像检测技术，首先利用改进生成对抗网络提高图像的细节处理能力；其次利用跳层连接的方法，有效提高了图像的上下文信息参考能力，从而使得图像的细节...

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