星载光电成像系统建模与性能评估

星载光电成像系统可实现对空间目标的有效探测,而探测距离是评价系统性能的重要指标。以太阳辐射特性和深空背景特性为基础,分别建立了几何成像因素、探测器灵敏度、信噪比和成像分辨率影响下的系统作用距离的数学物理模型,推导了系统作用距离的表达式,对作用距离与曝光时间、探测器像元尺寸、有效通光口径等影响因素之间的关系进行了数值模拟研究。研究结果表明,对于有效尺寸为2 m×4 m、平均反射率为0.3的平面目标,当光学系统口径为100 mm、焦距为500 mm、探测器像元尺寸为3.5μm时,系统对目标的最大作用距离为12 km,作用距离主要受成像分辨率的限制。研究结果可为星载光电成像系统的设计以及系统性能评估提供一定的基础。     

一种基于排序统计理论的快速图像中值滤波法

中值滤波抑制干扰脉冲和点状噪声的同时,对图像边缘能较好的保持,在很多图像处理领域都起到了重要作用。运动目标识别技术对图像预处理实时性要求越来越高,为了提高预处理速度,以中值滤波原理为基础,对滤波排序算法和实现方案进行了研究,提出了一种基于排序统计理论的快速图像中值滤波方法,实现实时滤波。研究结果表明：该方法在硬件系统上对传统中值滤波排序算法进行的改进,使得3×3窗口中二维的9个像素取中值简化为一维的5个像素取中值,单窗口查找中值的比较次数由传统排序法的36次降到了16次,再结合FPGA的并行处理能力和流水线结构,滤波速度提高为原来的近4倍,可以满足图像预处理对实时性的要求。     

激光主动侦测系统探测能力分析

激光主动侦测系统可实现远距离猫眼目标的成像探测与识别,探测能力分析是系统设计的前提和基础.为了评估激光主动侦测系统对猫眼目标的探测能力,以激光回波功率为基础,建立了系统信噪比的数学物理模型.分析了影响探测能力的因素,数值模拟了信噪比与接收光学镜头直径、发射激光峰值功率、激光束散角以及等效反射面离焦量的定量关系.结果表明,在一定作用距离范围内,散粒噪声、背景噪声与暗电流噪声、热噪声相差至少2个数量级,系统噪声主要来源于散粒噪声及背景噪声;提高系统探测能力最为有效的方法是选用激光束散角小的光源.这一结果可用于指导激光主动侦测系统的设计.     

基于谱回归特征降维与后向传播神经网络的识别方法研究

采用后向传播(BP)神经网络对空间目标进行识别时,高维的输入特征导致网络结构复杂,识别性能降低。针对上述难点,该文提出一种基于谱回归(SR)特征降维与BP神经网络的识别方法。该方法首先对空间目标进行HOG特征提取,然后将提取的高维HOG特征进行SR降维,最后把降维后的数据通过BP分类器进行训练识别。实验结果表明:该方法的降维和识别特性优于传统降维方法PCA, KPAC, LPP, KLPP等,能够兼顾实时性和准确性,提高了识别性能。