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大幅宽多谱段高光谱红外探测器研究
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作者 王经纬 王晓龙 +2 位作者 付志凯 张智超 孟令伟 《红外》 CAS 2024年第4期1-6,共6页
报道了基于分子束外延(Molecular Beam Epitaxy,MBE)碲镉汞(Mercury Cadmium Telluride,MCT)技术的大幅宽、多谱段、大像元高光谱红外探测器的最新研究进展。采用MBE技术制备出高质量MCT材料;采用成熟的n-on-p技术路线制备探测芯片,并... 报道了基于分子束外延(Molecular Beam Epitaxy,MBE)碲镉汞(Mercury Cadmium Telluride,MCT)技术的大幅宽、多谱段、大像元高光谱红外探测器的最新研究进展。采用MBE技术制备出高质量MCT材料;采用成熟的n-on-p技术路线制备探测芯片,并针对特殊形状的大像元进行了优化;高光谱专用读出电路设计针对短波、窄谱段、小信号等典型特征进行了优化,并针对光谱应用加入行增益可调等功能设计。测试结果表明,组件基本性能良好,有效像元率大于99.5%,平均量子效率优于70%。 展开更多
关键词 高光谱 红外探测器 碲镉汞 分子束外延
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期望最大化聚类的高光谱亚像素目标检测 被引量:5
2
作者 刘德连 王博 张建奇 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期512-516,共5页
针对高光谱目标检测中复杂背景的影响,提出一种基于期望最大化聚类的亚像素目标检测方法,利用背景分解来描述复杂背景.首先,采用期望最大化聚类法实现高光谱图像的背景分解.然后,将背景子空间模型应用于分解得到的场景.由于分解得到的... 针对高光谱目标检测中复杂背景的影响,提出一种基于期望最大化聚类的亚像素目标检测方法,利用背景分解来描述复杂背景.首先,采用期望最大化聚类法实现高光谱图像的背景分解.然后,将背景子空间模型应用于分解得到的场景.由于分解得到的场景更加单一,因此该方法更适合于复杂背景下的亚像素目标检测.将提出的方法应用于实际的高光谱图像,实验结果表明这种方法具有更好的检测性能. 展开更多
关键词 遥感 高光谱 亚像素目标 目标检测 图像分割
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一种结合CEM的高光谱遥感影像目标检测算法 被引量:5
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作者 杨磊 苏令华 +2 位作者 吴宝刚 王宝海 栗铁桩 《重庆理工大学学报(自然科学)》 CAS 2017年第12期146-150,172,共6页
提出了一种基于CEM(constrained energy minimum)的高光谱影像目标检测算法。利用虚拟维数实现高光谱影像端元数目的估计,进而获取目标端元。利用基于最大噪声分量算法对原始影像进行降维,在虚拟维数的基础上保留合理的主成分数量。根... 提出了一种基于CEM(constrained energy minimum)的高光谱影像目标检测算法。利用虚拟维数实现高光谱影像端元数目的估计,进而获取目标端元。利用基于最大噪声分量算法对原始影像进行降维,在虚拟维数的基础上保留合理的主成分数量。根据提取的目标端元,利用一种改进的CEM算子进行目标检测。实验结果表明:该算法能够获得较高质量的目标检测效果。 展开更多
关键词 高光谱影像 目标检测 CEM算子 虚拟维数
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基于CMOS的轻小型高光谱仪的发展及应用 被引量:4
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作者 马芳苑 王跃明 《光学与光电技术》 2016年第4期84-89,共6页
目前高光谱成像技术正往轻量化、小型化、低功耗的方向发展,同时轻小型化的高光谱产品具有巨大商业价值。CMOS探测器的较高集成度能大大简化外围电路设计,能使高光谱成像系统获得轻量化、小型化、低功耗等技术优势。基于CMOS的性能特点... 目前高光谱成像技术正往轻量化、小型化、低功耗的方向发展,同时轻小型化的高光谱产品具有巨大商业价值。CMOS探测器的较高集成度能大大简化外围电路设计,能使高光谱成像系统获得轻量化、小型化、低功耗等技术优势。基于CMOS的性能特点,分析CMOS用于轻小型成像光谱仪的技术路线,然后结合几个典型的产品阐述CMOS光谱探测技术的发展现状,最后讨论CMOS在高光谱成像领域的应用前景及趋势。 展开更多
关键词 高光谱成像 CMOS探测器 光谱仪 轻小型 灵敏度
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基于决策级融合的RX高光谱影像异常检测算法 被引量:4
5
作者 徐钰明 于平 +1 位作者 郭宝峰 刘锋春 《红外技术》 CSCD 北大核心 2013年第6期339-344,共6页
对高光谱影像的RX异常检测算法进行了研究。针对RX算法中对高维数据局部背景协方差矩阵估计存在较大误差的局限性,提出一种基于决策级融合的RX算子高光谱影像异常目标检测算法。首先,对同一场景下的可见近红外数据和短波红外数据分别运... 对高光谱影像的RX异常检测算法进行了研究。针对RX算法中对高维数据局部背景协方差矩阵估计存在较大误差的局限性,提出一种基于决策级融合的RX算子高光谱影像异常目标检测算法。首先,对同一场景下的可见近红外数据和短波红外数据分别运用经典的RX算子进行异常检测,得到初步异常检测的目标判决。在此基础上,利用传感器获取信息的冗余性和互补性特性,结合基于规则的决策级融合方法,得到最终的RX异常检测判决结果。在实测高光谱数据上进行了实验仿真,验证了本算法的有效性。 展开更多
关键词 高光谱影像 异常检测 RX算法 决策级融合
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拼接型短波红外探测器的光谱响应特性
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作者 廖清君 胡晓宁 +3 位作者 黄爱波 陈洪雷 叶振华 丁瑞军 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第9期65-72,共8页
红外探测器的光谱响应一致性影响高光谱成像仪器的动态范围,研究高光谱成像用拼接型短波红外探测器在同一光谱维的响应均匀性对提高高光谱成像性能有重要意义。通过测量相对光谱响应和窄带响应,对响应波段为1.0~2.5μm、规格为2000×... 红外探测器的光谱响应一致性影响高光谱成像仪器的动态范围,研究高光谱成像用拼接型短波红外探测器在同一光谱维的响应均匀性对提高高光谱成像性能有重要意义。通过测量相对光谱响应和窄带响应,对响应波段为1.0~2.5μm、规格为2000×256的碲镉汞短波红外探测器光谱响应率进行测量和分析,提出用光谱响应非均匀性定量化分析光谱响应一致性。分析了在80℃和140℃不同的黑体温度下,窄带滤光片的中心波长和半带宽不同时,带外截止深度为OD3时,带外信号对窄带性能测试误差的影响。通过测量探测器模块的光谱响应率,计算拼接的2000×256探测器在1μm、1.9μm和2.5μm处的响应非均匀性分别为6.23%、6.06%和4.07%。光谱响应率的准确测量实现了拼接型短波红外探测器的光谱响应一致性的定量化评价,有利于探测器在高光谱成像中的合理应用。 展开更多
关键词 高光谱成像 光谱响应 定量化分析 短波红外探测器 碲镉汞
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基于密度背景纯化的高光谱异常检测算法 被引量:3
7
作者 赵春晖 王鑫鹏 闫奕名 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期1722-1727,共6页
在高光谱图像异常检测中,背景存在异常像元会造成背景统计信息失真,这将导致检测结果具有较高的虚警率。针对此问题,本文提出了一种基于密度背景纯化的异常检测算法。首先计算背景中每个像元的密度;然后根据高光谱图像中背景密度远大于... 在高光谱图像异常检测中,背景存在异常像元会造成背景统计信息失真,这将导致检测结果具有较高的虚警率。针对此问题,本文提出了一种基于密度背景纯化的异常检测算法。首先计算背景中每个像元的密度;然后根据高光谱图像中背景密度远大于异常密度的特性,利用最大类间方差法将异常从背景中分离;最后,将纯化后的背景用于统计信息的估计,通过RX检测算法(Reed-Xiaoli detector,RXD)对高光谱图像进行检测。为验证算法的有效性,利用两组真实的高光谱数据进行仿真实验。实验结果表明与RXD比,所提算法在两组数据下的曲线下面积值分别提高了0.024 6和0.008 6。与当前的异常检测算法相比:所提算法有较好的接收机工作特性曲线。 展开更多
关键词 高光谱图像 遥感 异常检测 密度 纯化 RX检测 最大类间方差法 接收机工作特性
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卫星用高光谱红外焦平面读出电路设计 被引量:1
8
作者 吴圣娟 胡彦博 +4 位作者 胡旭 洪建堂 李红福 马伊娜 邓蔚 《红外技术》 CSCD 北大核心 2020年第11期1081-1088,共8页
研制出一款高性能卫星用高光谱红外焦平面CMOS(complementary metal oxide semiconductor)读出电路ROIC(readout integrated circuit)芯片。读出电路设计包括任意行选择功能以及行增益单独调制功能,满足高光谱应用对读出电路提出的新要... 研制出一款高性能卫星用高光谱红外焦平面CMOS(complementary metal oxide semiconductor)读出电路ROIC(readout integrated circuit)芯片。读出电路设计包括任意行选择功能以及行增益单独调制功能,满足高光谱应用对读出电路提出的新要求。读出电路7档增益可选,适用于中波与短波碲镉汞HgCdTe(MCT)芯片;其他功能包括边积分边读出IWR(integration while reading),抗晕,串口功能控制以及全芯片电注入测试功能。读出电路采用0.35mm曝光缝合工艺,电源电压5 V,测试结果表现出良好的性能:在77 K条件下,全帧频可达450 Hz,功耗可调且典型值为300 mW。本文介绍了在读出电路设计的基本架构,提出设计中遇到的问题以及相应的解决方法,在文末给出了电路的测试结果。 展开更多
关键词 卫星用读出电路 高光谱探测器 碲镉汞 行选择功能
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超光谱仪光栅面形对光谱性能影响的仿真分析 被引量:1
9
作者 李康 徐彭梅 +1 位作者 王伟刚 段鹏飞 《航天返回与遥感》 CSCD 2018年第2期55-62,共8页
鉴于普通光学镜面分析技术研究光栅面形对超光谱仪光谱性能的影响具有精确度低且过程复杂的劣势,文章提出了一种用于分析光栅面形的全链路仿真分析方法。该方法综合考虑衍射和像差信息,利用有限元建立超光谱探测仪光栅结构变形模型,采用... 鉴于普通光学镜面分析技术研究光栅面形对超光谱仪光谱性能的影响具有精确度低且过程复杂的劣势,文章提出了一种用于分析光栅面形的全链路仿真分析方法。该方法综合考虑衍射和像差信息,利用有限元建立超光谱探测仪光栅结构变形模型,采用Zernike多项式作为结构分析与光学分析之间的接口工具,对光栅面形数据进行处理,得到光栅面形拟合结果,通过光学软件Zemax计算得到光栅面形对光谱畸变和光谱分辨率的影响。仿真分析结果表明,光栅面形的变化对系统的光谱畸变(如光谱弯曲和色畸变)影响较小,基本控制在1/5个像元内;对系统的光谱分辨率影响较大,当光栅面形导致其刻线位置发生较大误差时,对光谱分辨率有明显影响。 展开更多
关键词 超光谱探测仪 光栅面形 全链路仿真分析 光谱畸变 光谱分辨率 光学遥感
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甚长波碲镉汞光伏探测器伏安特性分析
10
作者 林立 刘世光 +1 位作者 田震 程杰 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期1666-1670,共5页
分析了注入同质结N-on-P和液相外延异质结P-on-N碲镉汞甚长波红外探测器在不同工作温度下的I-V特性,并对R-V特性进行了仿真计算,对比了扩散电流、产生-复合电流、表面漏电流、带间隧穿电流和缺陷辅助隧穿电流等暗电流对两种器件R-V特性... 分析了注入同质结N-on-P和液相外延异质结P-on-N碲镉汞甚长波红外探测器在不同工作温度下的I-V特性,并对R-V特性进行了仿真计算,对比了扩散电流、产生-复合电流、表面漏电流、带间隧穿电流和缺陷辅助隧穿电流等暗电流对两种器件R-V特性的不同影响。 展开更多
关键词 大气超光谱 甚长波红外探测器 碲镉汞 I-V特性 R-V特性
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高光谱用长波红外焦平面探测器组件
11
作者 于小兵 岳冬青 +3 位作者 王成刚 宁提 李敬国 李艳红 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2021年第9期1196-1199,共4页
介绍了高光谱用长波1024×256红外焦平面探测器组件的研究结果。长波红外焦平面探测器芯片基于液相外延碲隔汞薄膜材料制造,读出电路基于035μmCMOS 50 V工艺设计,采用非密封型与高光谱相机集成的探测器封装结构。经测试,长波1024&#... 介绍了高光谱用长波1024×256红外焦平面探测器组件的研究结果。长波红外焦平面探测器芯片基于液相外延碲隔汞薄膜材料制造,读出电路基于035μmCMOS 50 V工艺设计,采用非密封型与高光谱相机集成的探测器封装结构。经测试,长波1024×256红外焦平面探测器组件各项功能正常,性能良好。 展开更多
关键词 高光谱 长波 碲镉汞 探测器 读出电路 封装
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高光谱用中波红外焦平面探测器组件
12
作者 于小兵 岳冬青 +3 位作者 王成刚 宁提 李敬国 李艳红 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1038-1042,共5页
本文介绍了高光谱用中波2048×256红外焦平面探测器组件的研究结果。中波2048×256红外焦平面探测器由单片中波1024×256红外焦平面探测器拼接而成,采用非真空密封的高光谱相机集成封装结构。经测试,中波2048×256红外... 本文介绍了高光谱用中波2048×256红外焦平面探测器组件的研究结果。中波2048×256红外焦平面探测器由单片中波1024×256红外焦平面探测器拼接而成,采用非真空密封的高光谱相机集成封装结构。经测试,中波2048×256红外焦平面探测器组件各项功能正常,性能良好。 展开更多
关键词 高光谱 中波 碲镉汞 探测器 读出电路 拼接
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基于空谱特征融合的高光谱RX异常检测方法 被引量:4
13
作者 刘轩 李向阳 +2 位作者 何芳 赵建伟 张峰干 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期2891-2900,共10页
针对高光谱异常检测算法没有充分利用高光谱图像的空间信息,检测精度受到限制的问题,提出一种融合空谱信息的RX(Fusing Spatial and Spectral Reed-Xiaoli,FSSRX)异常检测算法来提高高光谱的异常检测精度。FSSRX算法利用EMAP(Extended M... 针对高光谱异常检测算法没有充分利用高光谱图像的空间信息,检测精度受到限制的问题,提出一种融合空谱信息的RX(Fusing Spatial and Spectral Reed-Xiaoli,FSSRX)异常检测算法来提高高光谱的异常检测精度。FSSRX算法利用EMAP(Extended Multi-attribute Profiles)方法提取出高光谱图像的空间特征,在空间特征上进行RX异常检测,计算空间特征中每个像素点的异常得分;直接对原始高光谱图像进行RX异常检测,计算在光谱特征中每个像素点的异常得分;将在空间特征和光谱特征中得到的异常得分进行有效融合,以提高检测精度。仿真结果显示,FSSRX算法能够有效提高检测精度,降低虚警率,与其他几种算法相比,检测性能更佳。 展开更多
关键词 高光谱图像 空谱融合 RX算法 EMAP特征 异常检测
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高光谱红外探测器组件的研究进展 被引量:2
14
作者 李忠贺 董晨 +1 位作者 李春领 于小兵 《红外》 CAS 2020年第9期1-14,共14页
描述了国外高光谱红外焦平面探测器组件的发展状况和工程应用情况,并介绍了国内高光谱红外焦平面探测器组件的研究进展。通过分析高光谱红外焦平面探测器的性能特点,提出了高光谱红外焦平面探测器的研究重点。
关键词 高光谱 碲镉汞 红外探测器组件 红外成像
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微弱光谱信号低噪声信息获取和处理技术研究 被引量:2
15
作者 张昕 丁雷 《半导体光电》 CAS 北大核心 2019年第4期575-580,共6页
对温室气体进行全球范围的高精度监测,获取高可靠有效数据,是实现对温室气体排放进行监控的基础。为了实现温室气体的亚纳米高光谱分辨率光谱探测,需要保证高光谱温室气体监测仪探测系统具有高信噪比。围绕仪器信号链路的关键模块——In... 对温室气体进行全球范围的高精度监测,获取高可靠有效数据,是实现对温室气体排放进行监控的基础。为了实现温室气体的亚纳米高光谱分辨率光谱探测,需要保证高光谱温室气体监测仪探测系统具有高信噪比。围绕仪器信号链路的关键模块——InGaAs面阵探测器的信息获取与处理模块,开展了微弱光谱信号低噪声信息获取和处理技术的研究。设计了微弱光谱信号低噪声信息获取和处理系统,并深入研究了影响光谱探测系统噪声的重要因素。通过构建谱段信噪比模型,并采用小带宽运放电路和AD多次采样方法降低电路噪声,系统在1.61μm谱段0.07nm光谱分辨率下,典型能量值为1.91W/(μm·m^2·sr),信噪比(SNR)达340。实验结果表明,系统噪声均方差(RMS)值为8.1LSB,优于10LSB(4.9mV噪声),实现了高光谱温室气体监测仪对亚纳米微弱光谱信号探测的高信噪比需求。该低噪声信号获取与处理技术为InGaAs面阵探测器在温室气体监测应用领域的微弱光谱信号探测打下了基础。 展开更多
关键词 微弱光谱信号 亚纳米高光谱分辨率 信息获取电路 低噪声 面阵探测器
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宽幅长波红外高光谱扫描成像系统的设计
16
作者 赵航斌 柴孟阳 +1 位作者 孙德新 刘银年 《红外》 CAS 2018年第6期1-7,共7页
为了满足宽幅长波红外高光谱成像需求,基于光导型碲镉汞线列探测器和平面闪耀光栅,提出了一种在长波红外8~12.5 m范围内具有150个连续波段、30°成像视场角、基于地面应用的低成本、轻小型高光谱扫描成像系统的设计方法。该系统由... 为了满足宽幅长波红外高光谱成像需求,基于光导型碲镉汞线列探测器和平面闪耀光栅,提出了一种在长波红外8~12.5 m范围内具有150个连续波段、30°成像视场角、基于地面应用的低成本、轻小型高光谱扫描成像系统的设计方法。该系统由光栅扫描机构和视场扫描机构组成,两机构同步控制以实现精细分光和宽幅成像功能。推导了光栅扫描角度与探测器接收单色光的波长、视场扫描角度与成像视场角间的关系式。在分析扫描系统扫描定位精度的基础上,设计了一套以步进电机为运动核心,采用"摆扫定位+停止成像"工作模式的扫描系统。实验表明,该扫描系统可满足系统视场定位精度及分光精度的要求。获取的硅碳棒在长波红外波段的发射光谱曲线表明该系统的设计合理有效。该扫描系统的设计方法对长波红外高光谱系统的设计具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 高光谱成像系统 长波红外 线列探测器 扫描系统
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