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期刊信息/Journal information
光学学报
光学学报

曹健林

月刊

0253-2239

aos@siom.ac.cn

021-69918427

201800

上海市嘉定区清河路390号（上海800-211信箱）

光学学报/Journal Acta Optica SinicaCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本学报是国内外公开发行的光学学术刊物，反映中国光学科技的新概念、新成果、新进展。内容主要包括量子光学、非线性光学、适应光学、纤维光学、激光与物质相互作用、激光器件、全息和信息处理、光学元件和材料等。为我国光学科技人员与国内外同行进行学术交流、开展学术讨论以跟踪学科前沿和发展我国光学事业服务。
正式出版
收录年代

    基于全局上下文信息的遥感图像小目标检测

    李红岩徐保庆张子扬王伟峰...
    197-204页
    查看更多>>摘要：针对光学遥感图像通常具有背景复杂、尺度多样化、目标普遍较小且方向各异等特点导致的目标检测精度低的问题,提出了一种基于多尺度信息融合的遥感小目标检测方法.首先设计了GCC3模块,该模块显著增强了模型区分目标与背景的能力,有效地提升了特征提取的质量,并显著提高了对小尺度目标的检测精度.为了实现对不同尺度特征信息的有效融合,提升多尺度目标检测的性能,引入了BiFPN(bi-directional feature pyramid network)结构,以替代YOLOv5中原有的PANet结构.此外,为了应对目标方向的不确定性以及缓解角度回归导致的边界不连续性问题,采用了圆形平滑标签方法,以实现对目标区域的精确定位.实验结果表明,所提方法在小目标检测方面具有明显优势,相比改进前的算法,其检测精度提高了4.9％,有效地提升了光学遥感图像检测的准确性.

    遥感图像深度学习目标检测多尺度

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    高斯混合模型下的空间失稳目标分层运动估计方法

    周志强孙日明郭成龙朱宜龙...
    205-215页
    查看更多>>摘要：为提高线性测量系统下非合作空间目标在帧内运动差异和噪声干扰等复杂情况下的运动估计精度,提出一种基于最大期望-高斯混合模型(EM-GMM)的分层次非合作空间失稳目标运动估计方法.根据点云序列所具有的时间连续性,引入高斯混合模型,建立两个EM层次,使用按列基准映射对齐点云序列,定量迭代第一 EM层次获得粗估计结果.进一步将无噪声点视为潜在变量,通过双曲正切降噪权重构造虚拟点替代原始测量点迭代第二EM层次,从而获取高精度运动参数.实验结果表明,所提方法可以有效抑制帧内运动差异和噪声干扰对运动估计的影响,较传统方法在不同噪声标准差下有着更高的精度和更强的鲁棒性.

    空间失稳目标运动估计高斯混合模型线性测量

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    基于1.27μm O2(a1△g)波段的CO2卫星遥感仿真

    何微微王道琦罗海燕王治华...
    216-224页
    查看更多>>摘要：星载遥感探测大气CO2时空分布对于研究全球碳循环和气候环境变化具有至关重要的意义.介绍了以O2分子的近红外大气带为目标源的CO2星载遥感方案.首先对碳卫星探测波段的光谱特性进行分析研究,论证了采用红外大气波段的相对优势,并提出了该波段强气辉辐射特性对反演结果的不良影响;然后计算得到了太阳散射光谱和气辉辐射光谱,并在此基础上比较了不同光谱采样间隔条件下有无考虑气辉对光谱拟合结果的影响;最后分析了光谱拟合误差及其相对标准偏差值随信噪比和光谱采样间隔的变化情况.研究结果表明:在不考虑气辉时,平均偏差为9％左右;在考虑气辉时,平均偏差降至0.1％以内.对于高光谱分辨率星载光谱仪,如果保障足够的信噪比,O2(a1△g)波段的气辉光谱特征与吸收光谱特征可以充分分离,能够有效提高星载CO2混合比的反演精度.

    星载遥感CO2探测O2(a1△g)波段高光谱分辨率气辉光谱特征散射吸收

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    基于改进区域生长法的X波段雷达图像处理

    刘帅武王大志左少燕锁刘佳...
    225-234页
    查看更多>>摘要：提出一种基于改进区域生长法的X波段雷达图像处理方法.该方法针对雷达海表面回波图像中的目标物干扰进行处理,通过目标物干扰识别、目标物干扰修复,还原具有清晰海浪纹理且无目标物干扰的雷达海表面回波图像.最后,采用处理后的X波段雷达图像进行深度卷积神经网络海浪参数反演,反演结果显示,有效波高的平均相对误差减少了43％,均方根误差减少了37％,相关系数提升了2％.所提方法能够有效提高海浪参数的反演精度.

    X波段雷达图像处理目标物干扰改进区域生长法

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    基于激光复合的甲烷泄漏遥测模型及算法仿真

    朱首正刘世界王森远唐国良...
    235-247页
    查看更多>>摘要：提出了一种基于激光遥测仪的复合厂区甲烷(CH4)泄漏率量化和泄漏源定位观测模型,并结合改进的高斯烟羽气团扩散模型进行泄漏率量化和定位算法仿真研究.该观测模型和算法利用小型化、连续化定点厂区监测设备优势,基于实际观测中的样本体积分数、风速、风向、采样点坐标和采样点数误差对反演的泄漏率和泄漏源坐标进行灵敏度分析.对提出的模型和优化算法进行了仿真验证,对实际观测中的各种误差影响进行量化表征.该观测模型的泄漏率量化和泄漏源定位算法研究可为目前厂区的CH4泄漏源量化和定位观测提供参考.

    遥感与传感器甲烷泄漏定位算法仿真误差分析激光遥测

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    考虑局部密度的共享近邻高光谱图像波段选择方法

    王宇轩孙晓兵提汝芳黄红莲...
    248-258页
    查看更多>>摘要：高光谱图像提供了数百个连续的光谱测量,从这些信息繁多的通道中筛选特征鲜明且相互独立的波段子集成为一个重要问题.近年来,尽管有许多波段选择方法,但大多数方法只关注波段的信息熵或已被挑选波段间的冗余性.为了综合考虑波段间的冗余性和信息熵,提出了一种考虑波段共享近邻的高光谱波段选择方法.该方法包括子空间划分和权重排名两个部分.通过波段的共享近邻,将空间预分割点优化到适当的位置,以最大化不同子空间之间的差异.在波段选择阶段,综合考虑了局部密度、信息熵和信噪比,以选择出最优的波段子集.在3个公开数据集上进行大量对比实验,证明了该方法在精度和效率方面的显著提升.

    高光谱成像波段选择共享近邻局部密度

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    全球导航卫星系统拒止条件下无人机影像快速级联检索方法

    高寒于英李力李磊...
    259-268页
    查看更多>>摘要：提出一种全球导航卫星系统(GNSS)拒止条件下的无人机影像快速级联检索方法.基于影像的全局特征,利用哈希小波方法,根据相似度对无人机和卫星影像进行初次检索、筛选和重排序;根据SuperPoint网络设计轻量化特征提取网络(ISFFRN),基于一次检索结果和影像局部特征进行二次检索和排序,以精准筛选目标影像.选用NVIDIA Jetson AGX Orin模拟无人机机载处理设备,在公开的Inria航空影像数据集上开展实验验证.实验结果表明,所提出的级联检索方法在实验区域内能够高效、准确地完成异源影像的快速检索任务,检索过程耗时少于0.5 s,具备满足机载GNSS设备射频广播频率的实时化应用潜力.

    全球导航卫星系统拒止遥感影像检索异源遥感影像无人机

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    林火场景下地球背景红外辐射特性仿真方法

    郑浩史波邢世林
    269-279页
    查看更多>>摘要：林火场景对地球背景红外辐射特性影响的研究对于预警卫星的目标识别至关重要.首先,利用林火场景的动态性,根据中分辨率成像光谱仪(MODIS)遥感数据对火场参数进行等级分类,基于元胞自动机模型建立林火图像模型,并对其改进来适应卫星观测高度下大尺度空间的特点.其次,根据不同的火场等级,利用中光谱分辨率大气辐射传输模式(MODTRAN)进行辐射计算,分析不同等级的辐射特性.最后,建立林火场景下辐射特性数据库,实现林火场景下地球背景红外辐射图像的快速仿真,研究不同波段下林火规模和林火持续时间对区域辐照度的影响.结果表明:在2～3µm波段,小规模林火场景的辐照度最大值是无火场景的58.6倍,而在8～14 µm波段,火点的辐照度比着火前增加40％左右;着火后,初期火势扩大导致火势规模扩大,辐照度上升,但随后保持稳定.

    红外成像红外辐射森林火灾图像仿真元胞自动机

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    利用光学阴影特征进行点位预测的星载合成孔径雷达影像灯杆提取方法

    李佳豪靳国旺熊新叶豪...
    280-291页
    查看更多>>摘要：合成孔径雷达(SAR)影像中灯杆目标的准确检测对于星载SAR影像地面控制点提取具有重要意义.为了有效提取星载SAR影像中灯杆目标,本文设计了一种利用光学阴影特征进行点位预测的SAR影像灯杆提取方法,该方法以高分辨率光学影像为辅助数据,通过对光学影像形态学闭运算与Gabor滤波处理,增强窄暗阴影信息表达,结合低阈值模板匹配与自适应密度空间聚类算法,以获取灯杆目标粗略地理坐标.利用距离多普勒模型将灯杆目标粗略地理坐标反编码至SAR影像坐标系,设置窗口检测邻近强散射目标点,采用限制搜索象限的点目标约束改正策略,通过点目标分析法实现灯杆目标的亚像元定位.本文方法充分借助高分辨率光学影像中灯杆阴影信息,提高了SAR影像中灯杆目标提取的可行性与准确性.采用高分辨率无人机影像与高分三号SAR影像进行了灯杆目标提取实验,与传统目视解译对比后,验证了本文方法的有效性.通过增加通用性分析实验,验证了本文方法的通用性.

    合成孔径雷达控制点提取灯杆目标光学阴影点位预测

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    基于粒子群的虚像相位阵列光谱仪光谱反演算法

    吕丙选赵卫雄周昊崔卫华...
    292-300页
    查看更多>>摘要：虚像相位阵列光谱仪是一种兼具宽谱、高分辨率优点的新型正交色散型光谱仪.使用虚像相位阵列光谱仪在6900～6990 cm-1波段对二氧化碳(CO2)开展了宽光谱测量,发展了一种基于粒子群的吸收光谱反演优化算法.首先基于HITRAN数据库建立CO2分子吸收模拟谱线,然后在对实测谱线进行三次多项式波长标定的基础上,通过粒子群优化模拟吸收峰的峰值位置参数,实现模拟谱线与实测谱线位置上的最佳吻合,从而提高吸收光谱的参数反演精度.结合超连续光源和Chemin型光学多通池检测了不同体积分数的CO2吸收光谱.实验结果表明未优化峰值位置时CO2体积分数反演结果与理论值相差约33％,优化峰值位置后,体积分数反演结果与理论值的偏差仅为1.8％,证明该粒子群优化算法可用于虚像相位阵列光谱仪的分子体积分数的反演优化.

    虚像相位阵列光谱仪粒子群优化高分辨率二氧化碳探测

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