红外线列探测器闪元噪声分析与抑制方法

分析了闪元现象在红外扫描图像中的特点,设计了基于时序多帧最大值投影的闪元检测与补偿方法.考虑到闪元仍然保留了一定的信息获取能力,采用一维中值滤波的方法单独对闪元位置进行背景抑制,对闪元补偿后的图像进行常规目标检测.实验验证表明,经背景抑制后,闪元位置平均目标信杂比可以达到常规位置的96%,目标信息得到较好的保留.常规目标检测方法不再受到闪元噪声的干扰.     

云层背景下基于混沌理论的红外小目标检测研究

针对云层背景下红外小目标检测难、可用数据集少的问题,提出了一种基于混沌预测的检测方法。首先从云层背景的空间混沌特征出发,采用径向基函数神经网络设计了混沌序列的预测模型,并利用遗传算法优化网络参数,提高预测精度。然后利用预测模型对图像像素序列的预测值与实际值之间的预测误差,实现了小目标检测。最后通过实验验证了上述算法的有效性,对测试样本的检测率为86.7%,虚警率为0.86%。     

红外弱小目标背景抑制中的二维空域廓线法

为了实现天基红外遥感图像中的弱小目标检测,抑制复杂的结构背景,提出了二维空域廓线法。算法以一维时域廓线目标检测理论为基础,将其扩展到二维空域,应用于单帧目标检测。采用二维空域廓线可以获得背景估计,用原始图像减去背景图像可获得包含目标的前景图像。将本文算法与现有的单帧目标检测算法相比,可获得更大的ROC曲线面积,表明提出算法优于同类算法。     

大气介质红外辐射场混沌与分形特征

大气介质是红外光学的重要传播媒介,也是影响红外动态信号检测与追踪的复杂背景。与固、液态介质相对稳定的性质相比,大气介质具有动态复杂性与长期不可预测性,阻碍了将其他领域成功的波动技术（如弹性波成像与反演、量子场波函数等）引入大气电磁波场,故传统经典物理学理论无法精确刻画此类复杂系统问题。但自然界此类场中产生的无序性与随机性通常可用分形的概念来阐述。利用风云4A气象卫星记录的红外云图,以水汽-二氧化碳波段的红外辐射波场为例,选取云图上任一无规时间序列,计算分形维度为分数与最大Lyapunov指数为正,初步判断大气介质红外辐射场具有混沌特征,也证明红外辐射场的动力学行为是有限自由度控制的动态非线性不规则行为。根据排列熵参数取值范围（0.87,0.92）趋于1判定,风云4A涵盖0.45~13.8 波段的全红外数据显示强混沌性,且混沌强度分布具有空间不均匀性。本项工作既为利用混沌特性来研究动目标及背景杂波动态演化机理、捕捉时敏微扰信号以及对水陆空红外辐射场进行中长期非线性预测等提供了理论前提;也为建立大气红外辐射场的非保守耗散方程,刻画传输介质特性以及研究宏观与微观传播机理等基本问题奠定了实验基础。