目标与背景的红外辐射特性仿真方法

基于红外辐射理论,综合考虑自身辐射、反射辐射、大气长波辐射等因素,研究了目标的红外辐射特性仿真方法,编制了目标红外辐射仿真软件。以某钢板为例,建立了目标的仿真计算模型,确定了目标表面的边界条件,计算了目标表面的温度场分布,将仿真计算与试验测量的钢板表面温度数据进行了对比,结果显示:仿真计算的平均误差在1.5 ℃以下,验证了仿真方法的正确性,并在此基础上仿真计算了不同时刻目标的红外辐射特征分布,证明了红外仿真方法的合理性,为车辆与复杂背景的红外仿真计算奠定了基础。     

单帧红外图像弱小目标检测研究综述

远距离广视角场景中由于红外热成像仪成像原理的局限性、大气环境的干扰、远距离传输介质对红外辐射的衰减,检测目标面临巨大挑战。本文在详细分析了图像背景复杂、目标特性弱小、图像对比度低和结构特性缺失等红外弱小目标图像特性的基础上,从基于目标突显和背景预测两大类概述了单帧红外图像弱小目标检测技术的研究现状,并探讨了红外弱小目标检测研究的发展趋势。     

单帧红外图像弱小目标检测研究综述

远距离广视角场景中由于红外热成像仪成像原理的局限性、大气环境的干扰、远距离传输介质对红外辐射的衰减,检测目标面临巨大挑战。本文在详细分析了图像背景复杂、目标特性弱小、图像对比度低和结构特性缺失等红外弱小目标图像特性的基础上,从基于目标突显和背景预测两大类概述了单帧红外图像弱小目标检测技术的研究现状,并探讨了红外弱小目标检测研究的发展趋势。     

一种红外弱小目标检测方法

提出了一种红外弱小目标检测算法,该算法通过“区域最小化背景模型”,来减小背景起伏对背景预测的影响,从而实现对背景更准确的预测,达到提高弱小目标检测性能的目的,算法适用于强对比度云层的空背景、目标与背景对比度比较低的空背景,是背景预测算法的一个重要扩展,针对实际红外图像的试验仿真表明,提出的算法是有效的。     

红外图像中弱小目标检测前跟踪算法研究综述

文中分析了低信噪比复杂背景中红外弱小目标检测与跟踪的难点,比较了DBT与TBD两种检测与跟踪算法的性能,分析了TBD的检测机理,总结了典型的TBD方法,展望了TBD的发展.     

背景预测法检识空中红外弱小目标

文中针对空中红外弱小目标的特性，对其检测、识别方法进行讨论，提出一种背景预测的思想方法，并讨论其在空中红外目标的检测、识别等问题中的应用前景。文中附有作者利用这种思想编制的程序对空中弱小目标的单帧检测、识别的结果，该算法已移植到ＤＳＰ硬件信号处理器上，并通过实验取得了很好的效果。     

弱小目标红外探测系统的杂散辐射分析

杂散辐射是指到达红外探测系统靶面的非目标成像的辐射能量。杂散辐射经过光电器件后增加了系统的噪声,降低了系统的输出信噪比,影响到红外探测系统对目标的探测能力。为了提高红外探测系统对空间弱小目标的探测能力,分析了红外探测系统的杂散辐射来源;推导了不同地理纬度、不同时刻下的红外探测系统太阳辐射入射角计算公式;分别计算了红外探测系统的太阳辐射、天空背景、热辐射噪声等效电子数;比较了杂散辐射噪声和探测器的固有噪声,分析了红外探测系统的最小噪声极限,得出地基红外探测系统的背景噪声决定了系统的探测极限。     

弹道中段目标动态红外辐射特性仿真计算

利用红外光谱辐射特性进行弹道式空间目标探测和识别是一种有效的方法,用该技术探测弹道式空间目标就要对空间目标的红外辐射特性进行研究.在原有目标和诱饵红外辐射特性模型的基础上,综合考虑目标弹道和姿态运动,空间热环境辐射和内热源传热等因素,利用节点网络法建立了弹道中段目标的动态红外辐射计算模型,实现了在不同时刻、不同观测点、不同运动状态下的中段目标红外辐射特性的仿真计算.根据公开的相关资料,设计了两种目标和诱饵,通过对比分析不同弹道条件下目标与诱饵的辐射特性,验证了计算模型的正确性.     

复杂背景下红外弱小目标检测的算法研究综述

复杂背景下低信噪比弱小目标的自动检测是当今目标自动探测研究尚未解决的一个难题.目前,国内外许多学者已经作过大量的检测算法研究,但还没有建立成熟的理论体系和切实可行的实用算法,尤其是在复杂背景干扰的抑制方面,大部分研究工作所处理的还不是真正的复杂背景.本文在分析和总结国内外现有算法研究的基础上,指出了复杂背景下红外弱小目标检测的发展趋势,并提出了检测跟踪的一些有效技术措施.     

结合目标特性和局部背景类别预测的红外小目标检测

探索了一种结合目标特性和局部背景类别预测的红外小目标检测算法。具体研 究了红外天空小目标检测中屏蔽地物虚警的问题。在复杂的红外场景中,地面物体由于复杂多变造成 的虚警会严重影响系统的探测灵敏度和鲁棒性。如果仅从目标特性入手,难以滤除地物虚警。首先利 用新 Top Hat 变换提取出潜目标。然后,对每个潜目标,一方面利用目标特性获得一种潜目标为真实目标的 可能性度量,另一方面考虑潜目标一定大小的邻域背景,根据对背景类别(天空或者地物)的预测获得 另一种可能性度量。最后,结合两种度量滤除虚假目标。实验表明,相比仅考虑目标特性的算法,本文 算法的探测性能有了很大提升。     

基于特征显著性融合的红外小目标检测

复杂背景下的红外图像通常存在信噪比低、邻近像素灰度变化不明显以及易被杂波信号和噪声干扰的特点,导致红外小目标检测困难。为解决上述问题,提出一种基于特征显著性融合的红外小目标检测算法。首先,在空间域中利用目标与其局部背景灰度差异来计算得到灰度显著图,在频域中结合谱残差计算得到背景抑制后的频域显著图;其次,将灰度显著图和频域显著图归一化后通过哈达玛乘积相互融合;最后,通过自适应阈值分割并使用Unger滤波器剔除较小的噪声点,从而提取出目标区域。实验结果表明,所提算法对图像的信噪比有了数十倍的提升,对背景抑制效果显著,并有着检测率高和虚警率低的优点,是一种有效的小目标检测算法。     

红外告警目标模拟技术研究

介绍了一种用于红外告警系统测试的红外目标模拟系统,该系统按告警对象的辐射特性要求,产生相应的3～5?m波段内的红外辐射,指向并自动跟踪直升机目标。阐述了这种红外告警目标模拟系统的工作原理和组成,给出了黑体发射器的计算公式并进行了相关的红外辐射源的计算,简述了系统的外设部分和软件所提供的功能,另一方面还提供了系统检验和标定的方法和手段。最后,在测试中装载相应的测试数据进行了实际的告警功能测试,结果显示所介绍的系统能很好地协助实现对机载红外告警系统能力的测试。     

对红外序列图像中小目标分割的研究

针对在云天背景下运动红外小目标的分割,对目标在图像序列表现出来的特性进行了分析.根据目标不仅在单帧图像中有自己的灰度分布特性,而且它们的灰度在相邻图像中也具有连续性,提出了一种新的分割方法.该方法把单帧图像的处理结果与相邻多帧图像滤波结果相结合,大大提高了目标的分割的精度.实验证明,该分割方法十分有效.     

基于小波变换的复杂海面背景红外小目标检测

采用基于正交小波的多尺度分解,提取出不同空间分辨率和不同方向的子图像,其低 频逼近分量可用来确定海天线和目标潜在区,水平和垂直方向的高频细节分量则体现了目标所在的区域信息;根据海面目标总是出现在海天线附近的特点,排除虚警点而分离出真正的目标。实验结果表明该方法能检测出低信噪比复杂海面背景中的舰船红外小目标。     

基于图像滤波与Hough变换的红外弱小目标检测

针对红外传感器成像信噪比低且易受噪声、背景杂波干扰的问题,本文提出了一种基于最大中值滤波与Hough变换的红外弱小目标检测方法.该方法首先对序列图像中的每一帧进行最大中值滤波,滤波输出与原始图像相减用以预测目标可能出现的区域.对于目标可能出现的区域使用均值滤波,反之则使用最小值滤波来抑制背景结构.然后将滤波后的序列图像直接叠加得到合成图像,采用有灰度权重的Hough变换实现弱小目标的轨迹检测.实验结果表明该方法可以实现对信噪比接近1的弱小目标的检测.同时,背景的运动对该方法的检测效果没有显著影响.     

复杂环境下的红外目标特性测量方法研究

在复杂环境下进行目标特性测量是一项极其复杂的工作。研究了红外波段复杂环境的构成因素及特点,系统分析了复杂环境对红外目标特性测量的影响,并提出了测量条件及要求。最后对复杂环境下目标红外特性的测量与研究方法进行了详细讨论。该研究结果对目标辐射特性的测量与研究具有一定的参考意义。     

基于遗传算法红外小目标检测的研究

为解决复杂空中背景下红外弱小目标的快速检测,提出了一种基于遗传算法的检测思路。该思路主要是通过利用遗传算法高效快速的搜索方式,结合传统的红外小目标检测算法,最终实现红外弱小目标的快速检测。最后通过MATLAB编程后,实现了复杂背景下红外小目标的快速检测。通过仿真及与相应的传统算法的比较,发现了遗传算法自身的优势和劣势,最后说明了遗传算法在红外小目标检测领域广阔的应用前景。     

水面舰艇目标及其背景的红外成像仿真模型研究

基于针对红外成像末制导反舰导弹及其环境进行视频信号级动态仿真,以分析研究其干扰/抗干扰性能的需求,建立了水面舰艇目标的红外成像模型,给出了红外探测阵元对应红外目标零距离辐射功率计算流程,还建立了背景(包括天空和海水)的红外成像模型.最后,应用上述模型和计算流程,通过运行相应的仿真软件,从仿真的红外成像器得到了包含目标和背景的视频红外图像.     

深空动态场景目标红外图像仿真研究

针对深空背景空间目标的红外图像仿真问题,首先根据热平衡理论,对典型空间目标进行建模,得到目标不同部分的温度;然后建立目标的红外辐射模型,得到目标的红外辐射光谱特性;接着提出了一种基于红外星表数据库的星空背景建模方法,模拟任意时刻,任意视场大小和指向的红外星空背景;最后得到了不同距离、不同姿态空间目标与深空背景合成的红外图像仿真序列,实现了探测器不断接近目标过程中的红外辐射图像仿真.