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题名水下对太阳成像估算海况的新方法
被引量：5
- 1
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作者
何大华
李俊瑶
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机构
华中光电技术研究所-武汉光电国家研究中心
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出处
《光学与光电技术》
2019年第1期11-15,共5页
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基金
海装科研(7301×××)资助项目
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文摘
水下对空光电成像探测技术即虚拟潜望镜技术为潜艇在安全深度下实现对海空目标的警戒探测提供了一种新的手段,对提高潜艇的隐蔽性具有重要作用。通过虚拟潜望镜技术获取的水下对空图像,可以解算出海况信息。在此基础上,提出了一种以太阳为观察目标,利用水下相机透过海水及波浪界面对其成像,从而解算海况的方法。在假定波浪为一维正弦波的情况下,仿真计算出在不同成像参数下的一维图像亮度分布,通过比对正弦波参数与图像亮度分布之间的关系,表明该方法可以发展成为一种有效的海况估算方法。
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关键词
水下对空成像
虚拟潜望镜
海况
安全深度
波浪斜率
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Keywords
water-to-air imaging
virtual periscope
sea state
security depth
slope of ocean waves
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分类号
E91
[军事]
E925
[军事—军事装备学]
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题名反向追迹法获取水下对空全景图像
被引量：4
- 2
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作者
何大华
李苏
李亚鹏
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机构
华中光电技术研究所武汉光电国家研究中心
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出处
《应用光学》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第5期929-937,共9页
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基金
海军装备科研资助项目。
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文摘
在水下透过波浪对海面及空中目标成像,所获取的目标图像会发生畸变。为定量分析波浪对图像畸变的影响,建立一种理想的水下对空成像模型,得到透过波浪的全景图像。首先,在给定的成像模型下,运用主光线反向追迹法,由斯涅耳定律计算出与水下入射光线对应的水上折射光线的方向矢量,从而得到天球上目标点与成像靶面上单像素点的物像对应关系。然后,对整个成像靶面上的像素点进行遍历,形成水下对空全景图像。最后,在4种特殊的海面波浪波形下,利用MATLAB环境计算出天空圆形目标及背景的水下对空全景图像。计算结果表明:运用反向追迹法能够有效地计算出水下对空全景图像,通过调整波浪参数,可以定量分析图像的畸变程度。主光线反向追迹法适用于分析透过具有一阶可导波浪的水下对空全景图像的畸变特征,为研究更复杂波浪下的水下对空图像畸变特征奠定了基础。
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关键词
跨介质成像
水下对空成像
反向追迹
全景图像
斯涅耳定律
波陡
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Keywords
trans-medium imaging
water-to-air imaging
inverse ray tracing
panoramic image
Snell’s law
wave steepness
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分类号
TN201
[电子电信—物理电子学]
O435.1
[机械工程—光学工程]
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题名水下对空成像Snell窗口的光学问题
被引量：4
- 3
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作者
赵文强
何大华
张瑞文
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机构
海军装备部驻武汉地区军事代表局
华中光电技术研究所-武汉光电国家实验室
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出处
《光学与光电技术》
2015年第6期86-89,共4页
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基金
海装十二五预研(7301×××)资助项目
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文摘
Snell窗口是水下对空成像时由于光线的折射现象形成的一个特殊的水面圆形区域,对研究水下对空成像的规律具有重要作用。研究了与Snell窗口有关的三个光学成像现象,即水面等效入瞳、波面曲率的影响以及天空亮度分布,分别建立了目标的水面等效入瞳模型、水下对空成像光学系统简化模型,以及天空亮度分布模型,并给出了部分数值计算结果,对水下对空成像光学系统的设计具有借鉴意义。
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关键词
水下对空成像
虚拟潜望镜
Snell窗口
全反射
消光边界
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Keywords
water-to-air imaging
virtual periscope
Snell window
total reflection
extinction boundary
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分类号
O435.1
[机械工程—光学工程]
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题名一种补偿水波扰动带来的随机图像畸变算法
- 4
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作者
张瑞文
鲍晓静
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机构
华中光电技术研究所-武汉光电国家研究中心
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出处
《光学与光电技术》
2019年第1期20-24,共5页
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文摘
透过水空介面成像是透过扰动介质成像领域的一个新方向,与透过单一湍流介质成像相比,这种成像方式的图像退化主要表现为更严重的随机畸变。提出了一种补偿水波扰动带来的随机图像畸变的算法。该方法可以从畸变图像序列中恢复出一帧无畸变的图像。首先对图像序列进行筛选,从图像序列中选出最清晰的一帧作为基准帧。使用非刚性配准结合一些后续处理,估计出基准帧到图像序列几何中心的非刚性变形向量场。然后,用这个非刚性变形向量场对基准帧坐标映射并插值得到无畸变的图像。最后,分析讨论了该算法的优势和局限性。通过实验验证了该算法的有效性。
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关键词
水空介面
透过扰动成像
非刚性图像配准
水下对空成像
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Keywords
water-air interface
imaging through turbulence
non-rigid registration
water-to-air imaging
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分类号
TP391.41
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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题名波浪斜率对跨介质光学成像纵向压缩率的影响分析
- 5
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作者
刘班
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机构
华中光电技术研究所—武汉光电国家研究中心
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出处
《光学与光电技术》
2020年第4期59-63,共5页
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文摘
跨介质水下对空成像在光线穿透海空界面时受到波浪影响,会给成像带来离焦、模糊、畸变等不利因素。当波浪存在正向斜率时,会在一定程度上提升水下对空成像的纵向分辨率,从而可提升目标探测概率。通过理论分析和仿真方法量化正向斜率波浪导致空气中目标入射角变化的情况,并分析由此对目标纵向分辨率拉伸程度,通过实验验证了理论的可行性,为后期水下光学系统的设计及像质评价提供了依据。
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关键词
跨介质成像
光学系统
波浪
纵向分辨率
仿真
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Keywords
water-to-air imaging
optical system
wave
vertical resolution
simulation
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分类号
O435.1
[机械工程—光学工程]
O439
[理学—光学]
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题名基于深度感知的水下对空图像增强算法研究
被引量：2
- 6
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作者
刘勇
于佳卉
李亚鹏
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机构
中国人民解放军
北京市第三十五中
华中光电技术研究所-武汉光电国家研究中心
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出处
《光学与光电技术》
2019年第2期55-58,共4页
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基金
海装预研(7301×××)资助项目
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文摘
由于水体对光线的吸收和散射,造成水下对空所成图像噪声较大,对比度较低,降低了图像的观察效果。在前期研究工作中采用的去噪和对比度拉伸算法没有利用图像的深度信息,使增强后图像边缘细节不够突出。将深度信息引入水下对空图像去噪及对比度拉伸过程中,采用基于深度约束的均值去噪和基于深度感知的对比度拉伸算法处理水下对空图像,有效提升了水下对空图像的深度层次感及对象边缘的质量,为后期水下对空成像的目标探测和识别奠定了理论与技术基础。
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关键词
水下对空图像
对比度拉伸
深度感知
图像去噪
图像增强
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Keywords
water to air imaging
contrast stretching
depth perception
image denoising
image enhancement
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分类号
TP391.41
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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