基于加权场景先验的海上红外弱小目标检测

为了提高海上红外弱小目标检测的检测精度和实时性,提出了一种基于加权场景先验的红外弱小目标检测方法.该方法首先利用目标的稀疏特性以及海面场景的非局部自相关特性,将目标和背景的分离问题转化为恢复低秩和稀疏矩阵的鲁棒主成分分析(Robust Principal Component Analysis,RPCA)问题.之后,将海面背景的先验特征信息通过加权核范数的方式加入模型,加快算法中目标和背景图像块矩阵的分解速度.最后,通过引入交替方向乘子法(ADMM)算法进一步加速求解的迭代速度.实验结果表明:该算法能有效地提高目标检测准确率,算法实时性较原算法提高了120%.     

基于无锚框网络的航拍航道船舶检测算法

针对无人机航拍航道船舶影像中船舶目标较小、尺度变换大、背景复杂等问题,提出了一种基于FoveaBox网络的单阶段无锚框的航道船舶检测算法FoveaSDet。为提升小目标的检测精度,该算法使用基于残差网络改进的SEResNeXt-I作为骨干网。为改善尺度变换问题,FoveaSDet采用Foveahead实现无锚框目标检测。同时为提高复杂背景下检测框的定位精度,使用完全交并比损失实现边框回归。经实验测试,FoveaSDet算法在实景航拍数据集上的平均准确率（AP）和小目标准确率（APS）分别为71.6%和47.0%,相较于原始的FoveaBox提高了4.9%和6.2%,体现了更好的总体检测精度和小目标检测能力。     

光纤耦合的亚像元超分辨率扫描成像图像处理

遥感成像时,采用六角形排列叠层结构的光纤束耦合图像,微扫描工作方式使目标图像依次通过各层光纤。六角形排列的光纤束邻近层光纤之间的错位属亚像元量级,采用亚像元图像处理能获取超分辨率图像。亚像元处理时,首先分离邻近层光纤耦合的图像,以其中一幅图像为基准对另一图像进行配准处理得到中间图像,然后对中间图像和基准图像进行傅里叶变换。考虑仪器及人眼分辨极限,设定图像信号为带限信号,将光纤束邻近层半个像元的错位转化为两幅图像频谱的相位差,从而确定图像融合的插值函数。实验结果表明,针对光纤束六角形排列的亚像元处理获取了超高空间分辨率的图像。     

一种自适应红外图像角点检测算法

针对Harris角点检测算法自适应性差的问题,提出一种自适应角点检测算法。根据Harris算法定义的像素响应函数值的大小特性,得出阈值(Threshold)应满足的下限条件,继而对图像进行分块,得出每一块图像的阈值下限条件。综合考虑各图像块的阈值,采用加权方法得到图像总的阈值。采用局部保留最大响应值策略来避免角点聚簇的现象。试验结果表明:提出的自适应阈值计算方法在引入少量数学运算的前提下,使角点检测具有自动性,并且可以保证合理数量的角点,采用的剔除策略可以很好的避免角点聚簇现象,使图像最终角点数量合理、分布均匀。     

基于卡尔曼滤波器的传像光纤束位置搜索

为获取超高分辨率图像,设计了一种入端为线阵排列、出端为面阵排列的传像光纤束.利用该光纤束的成像系统在合成目标图像时,需要建立光纤束出端、入端位置坐标表.介绍了一种基于卡尔曼滤波器的算法,对出端光纤位置逐一搜索;搜索光纤位置时区分层内、层间设置不同初始步长,按均方误差最小原则对搜索步长进行修正.算法采用了比对终止边界、标定已搜索光纤两种稳健性措施,‘Z’字型搜索路径提高了算法效率.实验结果表明,搜索算法得到的位置坐标表准确标定光纤位置,提取光纤束耦合的信息还原了目标图像.     

288×4红外TDI探测器光敏元尺寸与间距设计研究

针对国外进口Sofradir公司长波288×4扫描型时间延迟积分(TDI)探测器,通过分析其沿扫描和沿线列方向上光敏元尺寸和间距对整个成像系统的系统调制传递函数(MTF)的影响,给出了探测器光敏元尺寸和间距与整个成像系统分辨率之间的相互关系,为新型TDI型探测器阵列光敏元排列设计提供了理论参考。     

512×8中波TDI红外探测器成像系统设计

针对TDI型红外探测在各个领域的重要作用,设计并实现了一个中波TDI红外扫描成像系统。该扫描成像系统采用国产512×8元线列MCT(碲镉汞)焦平面列阵、自行研制的光学系统和一维角度扫描系统。当探测器在300K黑体的照射下,积分时间为500 s时,整个成像系统的平均噪声等效温差(NETD)约为0.3K。实验结果表明该系统能够满足设计要求。     

基于FPGA+DSP的超分辨率成像系统设计

针对异型传像光纤束成像的算法结构,介绍了一种以TI公司高性能DSP(TMS320DM642)和Xilinx公司150万门级FPGA(XC3S1500)为核心处理器的超分辨率成像系统.在该系统中,作为系统核心的DSP承担目标图像合成算法,而FPGA则负责如图像格式转换等预处理工作.     

搜救航拍序列图像关键帧提取研究

为提高搜救航拍中生成大视场红外图像的效率,提出一种序列图像提取关键帧的方法。分析图像获取系统的运动参数和获取红外图像的内方位元素,采用(?,?,?)转角系统作为图像的外方位元素,根据摄影测量中的共线方程式计算序列图像间的重叠率,并以相位相关法对计算出的重叠率进行验证。最后根据计算出的重叠率和采用的Harris拼接算法所要求的最佳重叠率,来确定序列图像中的关键帧。试验结果表明,计算出的重叠率可以作为关键帧提取的标准,待拼接的图像数量减少,生成大视场图像的效率提高88.71%。     

红外面阵探测器DTDI技术的性能分析

戽链（BBD）结构的CMOS红外模拟TDI探测器,由于其兼容普通CMOS工艺,并可以提高系统的信噪比,因而在空间遥感领域得到了广泛的应用。而基于焦平面面阵的数字TDI（Digital Time Delay and Integration）技术的研究与应用尚在起步阶段。利用中国生产的320256中波面阵红外探测器进行DTDI研究,对比分析了模拟TDI探测器的电子转移效率、BBD噪声、动态范围等方面的性能,突出了DTDI在结构和性能上的优势,并通过理论推导了DTDI对面阵探测器本身信噪比的提高,非均匀性的改善,同时分析了DTDI过程中盲元对性能的影响。最后,通过实验得到了16级DTDI的信噪比增加为2.5倍,非均匀性减少到1.68%,验证了DTDI技术对系统性能的改善,为DTDI技术的应用提供了理论参考。