基于偏振成像和图像融合的目标识别技术

提出了一种基于偏振特征的目标识别技术.实验采用He-Ne激光作为照明光源,根据目标散射光偏振度的差异,利用DSP图像采集系统获取了目标的偏振图像,并利用图像融合技术计算了目标的Stokes图像和偏振度图像.结果显示:偏振成像有效地滤除了杂乱背景散射光的影响,明显提高了目标成像的对比度和分辨率.所以偏振成像技术可以有效地提高目标探测和识别效率.     

量测重构线性混合模型高光谱图像目标检测

针对高光谱图像中无背景和目标先验信息情况下的目标检测问题,给出了一种基于量测重构光谱混合模型的目标检测算法.通过构造投影算子削弱背景干扰,提高自动搜索目标光谱特征的准确性;对光谱空间进行估计后,构造量测重构光谱混合模型;以此量测重构混合光谱模型为基础,使用投影抑制背景并提高信噪比以改善检测效果.同时给出了目标信号与局部杂乱背景之间的均方根误差SLCR及目标信号峰值与局部杂乱背景均值的比例PSLCMR两个检测评价指标的定义.利用可见光/近红外波段高光谱图像进行了实验,实验结果和理论分析表明了算法的有效性.     

基于图像序列融合的Stokes图像计算方法

根据成像偏振探测中Stokes图像获取的原理和方法,分析了传统求取Stokes图像方法在保留图像细节信息和处理输入图像微小平移等方面的不足,进而提出了基于平移不变小波分解的Stokes图像求取方法,并用提升框架来执行平移不变分解以满足计算的快速性要求。针对不同的Stokes图像求取方法,给出了基于互信息和条件熵的性能评价指标。通过仿真结果图和相应的评价指标表明,本方法提高了Stokes参数图像的质量,改善了Stokes图像计算方法对输入图像平移的敏感性。     

基于二维压缩感知和分层特征的图像检索算法

为了保留图像分析时的像素点位置关系及降维处理,把一维压缩感知理论推广到二维,建立了二维可稀疏信号的压缩测量模型,研究了一种二维信号的自适应梯度下降重构AGDR(Adaptive Gradient Descent Recursion)算法,由此提出了一种图像分层特征提取与检索方法.首先对图像在RGB颜色空间上进行网格离散划分,通过分层算子对图像进行分层映射,定义一种基于颜色网格空间的扩展灰度共生矩阵,采用二维测量模型获取图像的分层测量特征、纹理特征与分层颜色统计特征,图像分层测量特征综合反映出图像的颜色及像素点位置的关系,扩展灰度共生矩阵反映纹理特征.其次用AGDR算法计算检索图像之间的原始信号差量及其稀疏值.最后结合两类分层特征差量、稀疏值和颜色统计特征,融合计算图像间整体相似度度量指标.仿真实验表明,应用分层二维压缩感知测量与AGDR算法的图像检索方法在检索时间、查全率和查准率等指标上具有优越性能,为图像检索提供了新思路.     

块匹配算法中特征块的选取方法研究

运动背景补偿是红外序列图像目标跟踪的基础,首先分析块匹配法原理及其误匹配现象产生的原因;然后提出3种定义块的复杂度的方法,据此快速选取用于背景运动估计的特征块群;最后经过外场实测图像验证,基于图像梯度特征定义块的复杂度能够比较准确地估计出背景的运动矢量,且性能优于其他两种方法.     

图像重采样检测

图像的重采样篡改检测和JPEG双重压缩的篡改检测都是图像篡改取证的重要方法.大多数重采样篡改检测都会忽略JPEG压缩对图像的影响,而文中提出的方法主要是利用图像经过重采样和JPEG压缩之后的周期性、图像的自然统计特征对重采样图像进行检测,首先提取出可以区分原图像和重采样图像的重采样因子和JPEG压缩因子,然后提取图像的4个统计特征,最后将6个因子组合成特征向量,利用支持向量机对其进行训练和分类.实验证明,该算法对于缩放因子小于1的图像和原图像都有较好的检测率.     

基于区域MRF和贝叶斯置信传播的SAR图像分割

 本文通过定义新的势函数,将贝叶斯置信传播算法和区域MRF模型有效结合,提出了一种SAR图像分割算法.考虑到SAR图像丰富的纹理信息,该算法对分水岭分割后的过分割区域提取纹理特征,在得到的区域邻接图上构建MRF模型,并加入区域灰度均值和方差作为区域特征,利用FCM聚类的初分割结果定义区域的关联势函数,并将区域特征引入到置信传播算法中,定义了新的交互势函数.该算法充分利用了SAR图像空间的背景信息,所定义的新的交互势函数能在促进分割结果区域一致性的同时较好保护边缘.实验结果表明,相对于其他MRF模型分割算法,本文算法能取得更好的分割效果.     

基于电光调制器的全Stokes矢量的遥感测量

在利用光学方法测量参数的技术领域,偏振光的调制和检测具有重大的实用价值.但目前的偏振遥感主要是线偏振参数的测量,不是全Stokes矢量的测量.为实现全矢量图像的测量和显示,需要构建一种应用于遥感测量的全偏振图像采集、存储、计算和显示系统.整个全偏振测量装置的核心是一个包含液晶调制器的双CCD成像装置.系统通过对液晶调制器的控制,对入射光进行相位调制,偏振分光棱镜将调制后的光束分为强度相等的两束光(o光和e光),并由两个CCD进行图像的实时同步采集,最后由数字信号处理器(DSP)进行全Stokes参数的计算并输出结果图像.实验结果表明:全Stokes矢量图像包含更多的图像信息,在目标识别和其他图像测量的应用上将会发挥巨大的作用.     

基于第二代Bandelet变换的SAR图像去噪压缩

从SAR图像的统计特性出发,构造了对比度塔(CP),对SAR图像进行相干斑抑制和对比度调整,并将第二代Bandelet变换用于SAR图像压缩.在bpp值较高的情况下,该方法提高了SAR图像的压缩性能,适用于方向信息比较丰富、背景复杂的SAR图像的压缩处理.     

基于免疫编码的图像特征选择方法

 针对目标与背景两类图像模式识别问题,在已有的特征选择方法基础上,提出了一种新颖的基于免疫分子编码机理的图像特征选择方法(Immune Antibody Construction Algorithm,IACA).该方法借鉴生物免疫系统的抗体分子编码机理,在对样本进行参数估计情况下,提出熵度量单个特征对于目标和背景的识别敏感度;从集合的角度研究并且定义了特征之间的包含和互补关系;并且基于组成抗体分子氨基酸结合能量最小原则,提出了关于图像目标的免疫抗体构建规则;最终实现了寻找最优特征子集的算法IACA,该特征子集的维数通过算法自动获得无需人为设定,选择结果为目标的"免疫抗体",能很好的从背景中识别目标.利用归纳法证明了用IACA得到的特征子集的最优性.与其他特征选择方法比较,测试结果显示该算法具有较低的计算复杂度和错误识别率,表明了该方法的优越性和先进性.     

基于双曲线特征的浅地层探地雷达杂波抑制与合成孔径成像研究

本文根据浅地层探地雷达图像的特点,提出了一种基于图像处理技术的杂波抑制方法。并在此基础上,进而提出了一种实现探地雷达合成孔径成像的快速方法。通过对实测数据进行处理,结果表明,所提杂波抑制方法取得了很好的效果,且通用性强;所提的快速合成孔径成像方法与普通合成孔径成像方法相比,所得图像的分辨力相当,且所提方法减少了杂波成分的影响,使处理速度得到了极大的提高,成像的效果更好。     

基于小波变换与主成分分析的探地雷达自适应杂波抑制方法研究

针对传统主成分分析法在探地雷达杂波抑制方面的不足,该文基于2维小波变换的分时分频特点,提出了改进的主成分分析子空间投影法。进一步将改进的子空间投影法与自适应横向滤波方法相结合,保留了自适应滤波方法良好的目标回波信号保真度与学习适应能力等优点,提出了基于小波变换与主成分分析的探地雷达自适应杂波抑制方法,实现了小波变换、主成分分析法以及自适应滤波方法的优势互补。实验结果表明该方法在信杂比与目标图像清晰度方面具有良好的杂波抑制效果。      

基于自适应分区的非平稳杂波抑制方法

对于非正侧视阵机载雷达,杂波在近程表现出严重的非平稳性,在距离模糊情况下近程微弱目标和近程非平稳强杂波混叠,导致传统空时自适应处理（Space-Time Adaptive Processing,STAP）方法的运动目标检测性能严重下降。为了解决该问题,本文提出了一种基于自适应分区和正交投影的机载雷达非平稳杂波抑制方法。首先,基于回波数据在距离-多普勒域将机载雷达回波自适应划分为非平稳杂波区、平稳杂波区和清晰区,然后在非平稳杂波区采取俯仰维正交投影级联STAP处理,在平稳杂波区采取传统STAP处理,在清晰区采取传统PD处理。该方法能够显著提升机载雷达在全距离和全速度域的目标探测性能。仿真实验验证了所提方法的有效性。     

基于黎曼流形监督降维的矩阵CFAR增强检测

矩阵CFAR检测是从几何流形角度处理雷达目标检测问题的新技术。为进一步提升其在复杂杂波背景下的检测性能,本文提出一种黎曼流形监督降维的矩阵CFAR增强检测方法。首先,将检测问题视为目标与杂波的分类问题,分别构建黎曼流形上目标单元与杂波单元的类内和类间权重矩阵;其次,为增强目标与杂波的可分性,采用保持类内几何距离最小,类间几何距离最大的准则建立降维目标函数,并基于Grassmann流形求解降维优化问题获得映射矩阵;最后,提出一种矩阵CFAR增强检测方法,实现目标增强检测。采用蒙特卡罗方法对仿真数据和实测海杂波数据进行实验分析,结果表明,所提出的方法能够进一步提升检测性能。      

红外图像目标环境生成技术研究

研究了图像环境生成过程中红外目标特征信息提取所面临的重要技术问题，提出了自适应背景感知与对消处理、抑制背景的自动门限选取和形状分析与目标特征识别的层次化数据处理流程，基于数学形态学理论实现了图像背景感缸的应用研究算法，实验测评表明，该算法对复杂变化的图像环境具有良好的滤波性能和稳健的适应能力。     

杂波背景中雷达目标极化检测的比较研究

该文导出了高斯随机极化波的瞬态Stokes矢量的联合概率密度函数,由此导出了基于Stokes矢量的极化检测器及其检测概率、虚警概率的解析表达式,并给出了该检测器在不同杂波极化度条件下的检测性能理论曲线。对基于Stokes矢量和基于Jones矢量的极化检测器进行了比较研究,给出了大脉冲数条件下二者检测性能差异的解析表达式,证明了基于Stokes矢量的极化检测器是正交双极化接收、非相参积累条件下的最优检测器。      

基于分数阶模糊函数线调频率延时对消的运动弱目标检测

针对回波信号相位中存在的三次项问题,文中介绍了分数阶模糊函数的定义及部分性质,在此基础上研究了含有三次项的运动目标回波信号的分数阶模糊函数的线性调频延时特性,根据此特性文中提出了一种海杂波背景下的基于分数阶模糊函数线调频延时对消的运动弱目标检测方法。该方法通过将原信号的分数阶模糊函数模函数与线性调频延时后信号的分数阶模糊函数模函数对消,能在基本不减弱信号分数阶模糊函数模值的情况下有效地对消部分杂波,达到提高信杂比,提高检测性能的目的。最后,通过对IPIX实测数据验证表明,所提方法在增加目标与杂波分数阶模糊函数域峰值差以及提高信杂比等方面都明显优于仅对回波作分数阶模糊函数。文中采用双参数恒虚警检测方法设置适当的门限,该检测方法能够达到更好的检测效果。      

距离模糊条件下的双基地STAP的距离独立性补偿

论文研究了距离模糊条件下双基地STAP的距离独立性补偿问题,首先建立了此背景下的杂波模型,比较了双基地无模糊距离和有模糊距离情况下的不同点,指出了现有估计方法在含模糊距离的双基地杂波协方差估计问题中存在的不足;其次,在具体分析各距离门的杂波分布特点的基础上提出了基于数据分离的杂波协方差矩阵估计方法,给出了该方法的数据处...     

基于信噪比方法的天地波混合体制雷达一阶回波谱提取

天地波混合体制高频雷达(简称天地波雷达,HFHSSWR)海面一阶谱的频移和展宽特性,使得其一阶谱的提取比高频地波雷达(HFSWR)更困难。该文研究了天地波雷达一阶谱频移和展宽特性,并基于其在2维距离-多普勒谱上连续分布的特点,将信噪比方法应用于天地波雷达一阶谱提取。通过双基地角、电离层和海流等对一阶谱频移及展宽特性的定量分析,确定了信噪比方法中一阶谱中心位置、谱峰宽度、左右一阶谱间距等参数的计算方法和取值范围。并利用2维信噪比方法,解决由于天地波雷达信噪比下降引起的一阶谱边界检测不精确的问题。最后,将信噪比法分别应用于仿真和实测天地波雷达数据,验证了方法的有效性。     

高频地波雷达空时自适应目标检测

针对高频地波雷达接收到的海杂波数据在落入Bragg峰区域时目标会被海杂波所遮盖的特点,通过对海杂波的空时耦合特性的分析,将空时自适应信号处理运用到超视距雷达中,提出抑制海杂波的同时检测被海杂波所遮盖的舰船的新方法.实测数据的处理结果证明了所提出利用空时自适应处理抑制海杂波的有效性和实用性.