摘要：基于180 nm标准CMOS工艺设计出了一种281 GHz太赫兹(THz)探测器。该探测器集成了贴片天线和NMOS场效应晶体管。为了提升天线和晶体管之间的太赫兹功率传输效率,在其之间设计了阻抗匹配网络。仿真结果显示,添加阻抗匹配网络后,探测器的性能提升了约20倍。为了消除栅极偏置线和芯片键合线对天线和晶体管之间阻抗匹配的影响,在晶体管栅极处设计了陷波滤波器。由于采用了辐射方向向上的贴片天线,无需集成硅透镜来补偿硅衬底导致的表面波损耗,降低了探测器的复杂性与成本。测试结果显示,在281 GHz频率下,探测器的电压响应率(Rv)和噪声等效功率(Noise Equivalent Power,NEP)分别为1524 V/W和19.9 pW/Hz1/2。利用该探测器搭建了太赫兹扫描成像系统,成像结果清晰地显示了门禁卡等物体内部线圈和芯片的位置。

摘要：红外图像动态范围压缩和细节增强可有效地提高人眼对图像关键细节信息的获取能力,是红外成像的重要研究课题.针对传统双边滤波器不能最优划分细节层和基础层的问题,设计了区域约束双边滤波器,并提出一种基于该滤波器的红外图像动态范围压缩和细节增强方法.首先通过区域约束双边滤波器将原始红外图像分解为基础层和细节层;然后对基础层进行压缩,对细节层进行增强;最后将这2部分重新合成得到结果图像.实验结果表明,文中设计的滤波器可以更合理地划分图像信息,该方法在压缩图像动态范围的同时可有效地增强不同尺度细节,具有较强的鲁棒性.

摘要：针对神经网络非均匀性校正算法(NN-NUC)存在的鬼影问题,分析了其形成的机理,提出一种自适应非均匀性校正算法.首先设计了一个去噪保边的高斯低通-三边联合滤波器;然后采用该滤波器取代NN-NUC算法的均值滤波器获取期望图像,以减少边缘像素估计误差,达到抑制鬼影的目的.采用仿真和实际红外图像序列进行实验的结果表明,该算法在有效地抑制鬼影的同时获得了较好的非均匀性校正效果.

摘要：目标在被局部遮挡、与背景灰度信息相似以及纹理比较明显等情况下,传统CV模型无法进行准确分割.为此,将模型中活动轮廓曲线的水平集函数用先验形状的水平集函数来代替,使得曲线在演化过程中始终保持某一类特定形状,从而实现了目标分割过程中的形状保持.根据形状保持的CV变分水平集分割模型建立适用于矩形目标分割的能量函数模型,推导出一组Euler-Lagrange常微分方程;通过水平集函数的不断迭代演化最终实现了矩形目标的分割;最后演化得到的水平集函数是对矩形目标的定量描述.3组实验结果证明,该模型能够解决复杂情况下的矩形目标分割问题,且具有计算量小、鲁棒性强的优点.

摘要：红外焦平面阵列中不同列像元在读出电路中对应不同的列通道,每个列通道内的放大器具有不同1/f噪声特征,导致生成图像中含有大量条纹噪声,降低成像质量.为了更好地去除红外图像中的条纹噪声,提出基于引导滤波的红外图像条纹噪声去除方法.首先利用运动图像得到模糊图像的列累加平均向量,然后利用引导滤波器从列累加平均向量中提取条纹噪声校正项,最后利用该噪声校正项对噪声红外图像进行校正.采用仿真和实际红外图像序列进行实验的结果表明,该方法在有效地去除红外图像条纹噪声的同时获得了较好的非均匀性校正效果.

摘要：加速鲁棒特征（SURF）算法计算复杂度高、硬件实现需要大量的逻辑和存储资源, 且描述符构建过程难以并行实现、无法满足实时性要求. 针对上述问题, 提出一种SURF 算法的并行优化方法, 并给出基于FPGA 器件的硬件实现方法. 首先采用圆形特征区域和径向梯度变换等方法实现旋转不变性, 达到取消主方向计算和特征区域旋转的目的, 实现SURF 算法从积分图像计算到描述符生成的全过程并行优化; 然后基于FPGA 器件, 采用多存储器和多路并行流水结构实时实现SURF 优化算法. 对比实验结果表明, SURF 优化算法的匹配性能与SURF 算法相当, 虽然匹配点数比SURF 算法低5%-20%, 但匹配正确率比SURF 算法高5%-10%; SURF 优化算法硬件实现仅采用13.5MHz的时钟, 对于分辨率为720×576 的视频流, 处理速度达到25 帧/s, 满足了实时性要求.

摘要：为了定量评价和合理设计偏振滤波抑制大气背景光的金属光栅（WG）偏振片,提出了WG偏振片效能表征模型。该方法利用严格耦合波（RCW）理论计算了WG偏振片的TM和TE偏振透射率,并结合偏振滤波抑制大气背景光的效能计算模型,提出了在给定光栅材料与结构参数条件下面向大气背景光抑制的WG偏振片效能表征方法。借助该方法,计算分析了一维矩形WG偏振片的大气背景光抑制效能,结果表明：WG偏振片采用金（Au）、铜（Cu）材料抑制大气背景光的效能优于银（Ag）、铝（Al）和铬（Cr）金属;随着线栅高度的增加,WG偏振片抑制大气背景光的效能提高,较优的线栅高度取200 nm以上;较优的线栅周期范围为200~300 nm;随着线栅占空比增大,WG偏振片抑制大气背景光的效能提高。结合目前偏振片制备工艺,设计了面向大气背景光抑制的一维矩形WG偏振片,其中光栅材料为Cu金属、基底材料为二氧化硅（Si O2）、占空比为0.5、周期为250 nm、高度为200 nm。

摘要：针对目前地形简化算法在低分辨率的状态下忽略地形本身的重要起伏特征,如山峰、河谷等典型区域,导致视觉上的失真的问题,在Garland算法的基础上,结合地形学中山谷线和山脊线定义提出顶点特征度的概念,并将其作为权值嵌入到误差测度中,使简化后的地形模型能够保留更多重要特征信息.与Garland算法的对比实验表明,文中算法在保持原始算法高效性能的基础上,提高了地形模型精度,误差更小,并且保留了更多的重要特征信息.

摘要：为了实现人眼感知信息最大化,结合人眼视觉系统亮度阈值特性提出一种具有目标函数的图像增强算法.首先在全局灰度映射约束条件下给出感知图像的计算方法,并以感知图像与原图像之间的互信息作为目标函数;然后采用动态规划算法实现了全局最优的灰度合并策略,以合并图像中人眼无法分辨的灰度;最后通过调整合并后灰度的取值实现目标函数最大化.实验结果表明,该算法具有良好的图像增强效果,所提目标函数合理有效.

摘要：大气对红外辐射传输的影响引起的红外成像灰度变化,是红外目标跟踪应用需要应对的问题。对红外成像灰度变化规律进行李群建模,对设计高效、鲁棒的目标跟踪算法具有重要意义。首先分析了红外辐射传输模型,并结合红外成像机理,得到红外成像灰度变化模型。进一步从理论上证明了大气影响下红外成像灰度变化规律符合李群结构,提出了红外图像灰度动态变化的一种非欧数学表征。最后根据红外成像灰度变化模型对不同环境下采集到的外场实验数据进行拟合,回归分析结果表明了该模型的准确性,进而说明了对红外成像灰度变化规律进行李群表达的合理性。