《航空低照度寬幅可見光成像技術(shù)》從低照度的概念內(nèi)涵入手,梳理總結(jié)低照度可見光成像基本原理與技術(shù)發(fā)展情況,簡要介紹低照度可見光相機(jī)系統(tǒng)的工作原理、主要構(gòu)成及功能。在系統(tǒng)分析影響相機(jī)動態(tài)范圍因素的基礎(chǔ)上,從硬件、軟件兩個方面分別介紹了低照度高動態(tài)可見光成像的實(shí)現(xiàn)途徑和方法,分析了低照度高動態(tài)可見光成像優(yōu)點(diǎn):介紹了擺掃成像原理及擺掃成像模式分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,闡述了面陣擺掃成像擴(kuò)大成像幅寬的技術(shù)方法.重點(diǎn)研究了掃描像移補(bǔ)償方法與實(shí)現(xiàn):對低照度圖像處理技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)歸納、總結(jié)和研究,介紹了目標(biāo)定位技術(shù)、相機(jī)幾何定標(biāo)與輻射定標(biāo)技術(shù)和相機(jī)的測試方法與精度分析:最后對低照度可見光相機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀與趨勢進(jìn)行了展望?蔀閺氖潞娇粘上窦夹g(shù)研究的科研人員、高校師生以及其他相關(guān)專業(yè)的科技人員參考使用。
低照度相機(jī)技術(shù)是將機(jī)械學(xué)、光電子學(xué)、控制學(xué)和計(jì)算機(jī)學(xué)科結(jié)合起來的多學(xué)科綜合技術(shù),具有在較低照度條件下能夠攝取清晰圖像的優(yōu)點(diǎn),其最低照度響應(yīng)值小于1lx。低照度可見光成像,即在可見光波段實(shí)現(xiàn)低照度環(huán)境條件下目標(biāo)成像,其進(jìn)步需要結(jié)合光學(xué)、控制、電子學(xué)、軟件算法等各方面技術(shù)的提升。本書系統(tǒng)闡述了低照度相機(jī)在研制過程中遇到的各類工程技術(shù)問題,并針對問題提出了相應(yīng)的解決方法。
本書共7章,比較系統(tǒng)和全面地介紹了與低照度技術(shù)密切相關(guān)的內(nèi)容,主要包括目標(biāo)輻射、高動態(tài)可見光成像、寬幅成像建模、目標(biāo)定位技術(shù)、圖像處理技術(shù)、可見光相機(jī)測試及相機(jī)典型應(yīng)用。第1章介紹了低照度的基本概念、低照度可見光成像原理、低照度可見光系統(tǒng)組成和相關(guān)技術(shù);第2章對高動態(tài)可見光成像技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)說明;第3章分析了寬幅成像建模方法及實(shí)現(xiàn)原理;第4章介紹了航空相機(jī)目標(biāo)定位技術(shù)、基于POS系統(tǒng)的目標(biāo)定位方法、基于POS系統(tǒng)的目標(biāo)定位誤差分析;第5章介紹了低照度相機(jī)圖像處理中的相關(guān)技術(shù),包括圖像去噪、圖像增強(qiáng)、基于單幀和多幀的超分辨率重構(gòu)技術(shù)、基于并行設(shè)計(jì)的圖像處理方法,并給出處理結(jié)果;第6章介紹了低照度可見光相機(jī)的測試相關(guān)內(nèi)容,詳細(xì)分析了測試方法與流程;第7章對相機(jī)典型的應(yīng)用場景進(jìn)行了具體介紹。
本書以易于理解和工程實(shí)用的原則來組織章節(jié)架構(gòu),介紹理論知識的同時,盡量避免復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式推導(dǎo),將專業(yè)理論與應(yīng)用背景或作者的工程經(jīng)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合,詳細(xì)介紹了低照度相機(jī)研制過程中遇到的技術(shù)難點(diǎn),開闊了工程人員的技術(shù)思路,為讀者系統(tǒng)掌握低照度相機(jī)技術(shù)奠定基礎(chǔ)。
本書由楊洪濤、陳衛(wèi)寧、鄭浩、馬靜謹(jǐn)、曹劍中組織策劃,陳衛(wèi)寧、梅超、張廣棟、常三三、張洪偉、宋曉東、王華、方堯、張輝、郭惠楠具體編寫,各章分工如下:第1章由梅超、郭惠楠編寫,第2章由梅超、王華編寫,第3章由陳衛(wèi)寧、梅超、常三三編寫,第4章由張廣棟、陳衛(wèi)寧編寫,第5章由宋曉東、張輝、方堯編寫,第6章由陳衛(wèi)寧編寫,第7章由陳衛(wèi)寧、張洪偉編寫,陳衛(wèi)寧負(fù)責(zé)最后統(tǒng)稿。
本書從2017年開始編寫,作為中科院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所的重要專著,在多位工程技術(shù)人員的努力下得到了不斷的完善。但由于作者水平有限,書中不足和錯誤之處在所難免,敬請同行專家和廣大讀者批評指正。
第1章 概述
1.1 低照度成像概述
1.1.1 低照度成像概念
1.1.2 環(huán)境照度成像與目標(biāo)特性關(guān)系
1.1.3 影響低照度環(huán)境下的成像因素
1.2 低照度可見光成像概念
1.2.1 低照度可見光成像技術(shù)現(xiàn)狀
1.2.2 低照度成像分類
1.2.3 低照度可見光成像原理
1.2.4 低照度可見光成像與紅外成像對比
1.3 低照度可見光相機(jī)系統(tǒng)的組成與原理
1.3.1 相機(jī)系統(tǒng)工作原理
1.3.2 相機(jī)系統(tǒng)工作組成與功能
第2章 低照度高動態(tài)可見光成像
2.1 概述
2.1.1 動態(tài)范圍的概念
2.1.2 影響相機(jī)動態(tài)范圍的因素
2.2 低照度高動態(tài)可見光成像實(shí)現(xiàn)方法
2.2.1 高動態(tài)成像硬件實(shí)現(xiàn)方法
2.2.2 高動態(tài)成像軟件實(shí)現(xiàn)方法
2.3 低照度高動態(tài)可見光成像的優(yōu)點(diǎn)
第3章 低照度寬幅成像建模與實(shí)現(xiàn)
3.1 擺掃成像原理
3.1.1 擺掃成像特性分析
3.1.2 擺掃成像機(jī)理研究
3.1.3 擺掃成像中的關(guān)鍵問題
3.1.4 擺掃模式分析與優(yōu)化
3.2 掃描像移補(bǔ)償方法與實(shí)現(xiàn)
3.2.1 掃描像移模型的建立與分析計(jì)算
3.2.2 掃描像移補(bǔ)償結(jié)構(gòu)形式選擇
3.2.3 掃描像移補(bǔ)償系統(tǒng)
第4章 低照度相機(jī)無源目標(biāo)定位技術(shù)
4.1 概述
4.1.1 航空相機(jī)目標(biāo)定位技術(shù)
4.1.2 航空相機(jī)目標(biāo)定位方法
4.1.3 航空相機(jī)目標(biāo)定位技術(shù)研究現(xiàn)狀
4.2 基于POS系統(tǒng)的航空相機(jī)目標(biāo)定位方法
4.2.1 POS系統(tǒng)測量原理
4.2.2 POS系統(tǒng)桿臂誤差及補(bǔ)償
4.2.3 基于POS系統(tǒng)的目標(biāo)定位常用坐標(biāo)系
4.2.4 基于POS系統(tǒng)的目標(biāo)定位方程
4.3 基于POS系統(tǒng)的航空相機(jī)目標(biāo)定位誤差分析
4.3.1 基于POS系統(tǒng)的目標(biāo)定位主要誤差源
4.3.2 基于POS系統(tǒng)的目標(biāo)定位誤差模型
4.3.3 基于POS系統(tǒng)的目標(biāo)定位誤差計(jì)算與仿真
4.4 相機(jī)標(biāo)定及定標(biāo)技術(shù)
4.4.1 IMU與相機(jī)安裝標(biāo)定技術(shù)
4.4.2 相機(jī)內(nèi)方位元素標(biāo)定
……
第5章 低照度圖像處理技術(shù)
第6章 低照度可見光相機(jī)測試技術(shù)
第7章 低照度相機(jī)的典型應(yīng)用
參考文獻(xiàn)