双向过采样系统点目标采样模型与检出方法

传统的采样系统对点目标的能量收集能力差,图像信噪比低,像斑面积小。为了克服传统采样的缺点,在对弱点目标进行探测时可以采用双向过采样技术。建立了点目标采样系统的数学模型,分析了双向过采样系统对点目标的检测性能。通过点目标采样系统的数学模型,得到了双向过采样系统点目标像斑分布均匀、灰度梯度小、有一定的面积的特点。从而设计出针对双向过采样系统的点目标检出方法。采样模型得到的像斑能量分布表明,双向过采样系统对点目标的能量收集能力强,点目标像斑面积大,信噪比稳定,采样系统对点目标的空间相对位置有很强的适应能力。仿真分析表明,目标检出方法能够有效提高点目标图像的信噪比。     

不同采样体制对点目标的定量检测性能

围绕单采样和过采样扫描探测体制下的点目标定量检测性能,基于亚像元的采样模型,建立了一定分辨率条件下探测不同高度、尺寸目标的成像链路仿真模型,从目标信号采集能力、背景及杂波水平影响、检测能力和测量特性四个方面对比分析了相同瞬时视场的单采样、过采样以及两倍瞬时视场的过采样三种规格采样体制的目标检测性能。分析结果表明：相同瞬时视场的过采样比单采样更有利于目标信号的采集,检测能力更强,两倍瞬时视场的过采样对目标信号有抑制作用,不利于低信杂比情况下的目标探测;两种规格的过采样对背景信号及杂波均有抑制作用;两种规格的过采样对目标辐射强度都有明显的过采集误差,必须进行修正。     

基于时－空过采样系统的点目标检测性能分析

为了提高扫描成像系统对于点目标的探测性能,提出了时-空过采样点目标探测体制,并对其进行了目标检测性能分析.首先,分析了单采样体制在点目标探测中易存在跨像元导致的目标能量分散问题,以及探测器随机高强度噪声及空间质子流尖峰信号导致的虚警问题;然后,提出了用于点目标扫描探测的时-空过采样体制.最后,基于图像信噪比对相同光学系统下单采样和时-空过采样系统的目标检测性能进行了比较分析.分析结果表明,通过采样方式能够实现目标能量集中到一个像元,保证了图像信噪比需求.通过高分辨率融合使得目标尺度大干噪声及尖峰的尺度,目标尺度最大扩展至3×3像元,基于目标空间相关的处理可以有效降低了虚警,提升系统检测性能.     

基于时－空过采样系统的点目标检测性能分析

为了提高扫描成像系统对于点目标的探测性能,提出了时-空过采样点目标探测体制,并对其进行了目标检测性能分析。首先,分析了单采样体制在点目标探测中易存在跨像元导致的目标能量分散问题,以及探测器随机高强度噪声及空间质子流尖峰信号导致的虚警问题;然后,提出了用于点目标扫描探测的时-空过采样体制。最后,基于图像信噪比对相同光学系统下单采样和时-空过采样系统的目标检测性能进行了比较分析。分析结果表明,通过过采样方式能够实现目标能量集中到一个像元,保证了图像信噪比需求。通过高分辨率融合使得目标尺度大于噪声及尖峰的尺度,目标尺度最大扩展至3?3像元,基于目标空间相关的处理可以有效降低虚警,提升系统检测性能。     

基于深度卷积神经网络的红外过采样扫描图像点目标检测方法

针对红外过采样扫描成像特点,提出一种基于深度卷积神经网络的红外点目标检测方法.首先,设计回归型深度卷积神经网络以抑制扫描图像杂波背景,该网络不含池化层,输出的背景抑制图像尺寸与输入图像一致;其次,对抑制后的图像进行门限检测,提取候选目标小区域原始数据;最后,将候选目标区域数据依次输入分类型深度卷积神经网络以进一步判别目标、剔除虚警.生成大量过采样训练数据有效训练两个深度网络.结果表明,在不同杂波背景下,该方法在目标信杂比增益、检测概率、虚警概率和运算时间等方面,均优于典型红外小目标检测方法,适用于红外过采样扫描系统的点目标检测.     

过采样扫描探测性能对比分析

分析了单采样和过采样两种扫描探测体制的成像原理,并建立了扫描图像仿真模型.在不同云层杂波场景下从目标能量收集、背景杂波抑制和弱小目标检测三个方面对单采样和过采样扫描图像进行了对比分析.理论分析和仿真结果表明:过采样扫描探测体制更有利于收集目标能量,杂波抑制能力较优,对弱小目标的探测能力更强.     

过采样扫描探测性能对比分析

分析了单采样和过采样两种扫描探测体制的成像原理,并建立了扫描图像仿真模型。在不同云层杂波场景下从目标能量收集、背景杂波抑制和弱小目标检测三个方面对单采样和过采样扫描图像进行了对比分析。理论分析和仿真结果表明：过采样扫描探测体制更有利于收集目标能量,杂波抑制能力较优,对弱小目标的探测能力更强。     

一种融合预测过采样的运动目标检测算法

为了改善运动目标检测的精度,提出了一种融合了预测过采样的运动目标检测新方法.首先,基于二维傅里叶变换预测当前帧的目标形状并计算形状相似度;然后,从历史检测结果中选择一定数量的参考帧,使用光流法跟踪目标像素点在参考帧与当前帧之间的运动轨迹,并以像素点轨迹为参考在采样区间执行稠密过采样;最后,基于过采样样本构造前景模型,并在图分割框架内联合使用前景背景模型实现目标检测.在公共数据与自采数据集上对所提方法进行了实验验证,结果表明,相对于经典的运动目标检测算法,所提方法能够有效提高检测精度.     

欠采样与过采样技术研究

数据采集面临两类问题:要有更高的采样率,来满足对高频信号的采样需求;能有更大的采样动态范围,来满足对微弱信号的采样需求。欠采样技术和过采样技术的出现很好地解决这两个问题。文章将解析欠采样和过采样的基本原理,并利用欠采样和过采样解决实际遇到的问题。     

时-空过采样系统对点目标成像仿真与验证

为了验证时-空过采样系统对点目标探测的优越性,设计了红外点目标成像仿真及实验系统,研究并验证了时-空过采样获得的点目标图像形状、能量分布特点。首先,对比分析了时-空过采样系统与常规采样系统对点目标扫描成像原理;然后,对时-空过采样系统成像过程建立模型,通过仿真研究该系统对点目标的成像特点;最后,设计红外点目标成像实验并对实验数据进行分析。仿真及实验结果证明了时-空过采样克服了单采样对点目标成像能量分散的问题,图像信噪比至少提高2倍以上,且验证了经时-空过采样后,点目标像素之间具有特定的相关规律。利用时-空过采样的点目标成像特点,可为点目标的快速检出提供有利条件。     

UWBSAR图像中的点目标检测

针对超宽带合成孔径雷达(UWBSAR)图像的某些应用场合,研究了其中的点目标检测问题,提出了一种检测算法。该算法综合运用方向依赖滤波和子图像融合提取UWBSAR图像中点目标的各向同性特征,并通过恒虚警率检测最终实现UWBSAR图像中的点目标检测。对实验数据的处理验证了该方法的有效性。     

一种用于检测海空背景下的斑点目标的新方法

根据海空背景下的红外图像特性,设计了一种新的对噪音鲁棒的目标背景对比度增强方法;在此基础上提出了一种基于目标局部能量正态分布的自适应目标提取方法。实验结果表明,该方法在对红外斑点目标进行单帧提取时是精确的和高效实用的。     

一种新的海空背景下的斑点目标检测方法

根据海空背景下的红外图像特性,设计了一种新的对噪音鲁棒的目标背景对比度增强方法。在此基础上提出了一种基于目标局部能量正态分布的自适应目标提取方法。实验结果表明了算法在对红外斑点目标进行单帧提取时的精确性和高效实用性。     

基于图像局部特征的红外小目标检测与跟踪算法

基于红外序列图像中小目标的典型特征,提出了一种新的红外小目标检测与跟踪算法.利用图像小目标的微分几何特性,计算图像的最小法向曲率,并以此为阈值,获得小目标的候选对象.之后利用多幅图像之间目标的相关性,在时间尺度上基于Kalman滤波算法,实现对目标噪声的过滤并实现目标的跟踪.最后对算法的有效性进行了验证.     

海空背景下红外点目标检测算法

提出了一种基于灰度形态学的海空背景下的红外点目标检测算法。该算法三步：第一步,对原始序列图像进行了膨胀后累加,以提高信噪比（SNR）;第二步,对原始序列图像进行形态学滤波,去掉噪声和目标以提取出背景;第三步,前两步结果相减,自适应阈值后即可得到点目标,用实际摄取的图像进行实验,结果表明该算法能检测出信杂比（SCR0为1的红外图像。     

基于显著性及主成分分析的红外小目标检测

将红外小目标检测作为目标与背景的二分类问题.先根据点扩散函数原理,仿真生成红外小目标训练样本,再用主成分分析方法提取目标样本的主特征,建立目标的主成分空间.对测试样本,只要判断其在主成分空间的重构残差,便可识别其是否为目标.为了提高算法的实时性,提出了一种基于显著性和主成分分析的红外小目标检测算法,先通过频域残差方法检测目标可能存在的显著性区域,再在此区域内做识别.实验结果证明该方法快速、有效.     

海天线附近红外弱点目标检测算法研究

为解决海天线附近红外弱点目标的检测问题,提出了一种新的弱点目标检测方法。该方法通过多向梯度检测来实现对弱点目标的检测,具有运算结构简单,计算量小的特点。仿真实验结果表明,该方法可有效剔除海天线、云层以及海浪等自然背景的边缘,大大提高了复杂背景下弱点目标的检测性能,并可满足舰载红外警戒系统中弱点目标检测的实时处理要求。