巡航导弹景象匹配算法适应性研究

文章针对景象匹配制导的需求,研究了去均值归一化、基于直方图拉伸和基于局部平滑相关匹配算法,分析了算法的适应性、计算量和实时性等,比较了每种算法的优缺点.结合巡航导弹的使用,讨论了影响匹配结果的一些基本的、可能的因素,主要是环境因素.用三种分辨率的图像作了大量的实验,针对这些算法的匹配概率及地物适应性等方面进行了编程验证和综合分析,给出了有关结论.     

景象匹配技术发展概述

文章根据图像匹配算法的三大分类:基于区域的图像匹配技术、基于特征的图像匹配技术、基于解释的图像匹配技术,介绍了景象匹配国内和国外发展的现状和面临的问题.提出了在充分分析现有景象匹配算法适应性和相关性的基础上,形成能够适应不同影像、不同影像特征的景象匹配算法组合;利用不同影像特征或获取的匹配信息知识,自动推理和选择景象匹配算法或算法组合,提高景象匹配算法的适应性和可靠性,提高复杂条件下景象匹配系统性能.     

不同传感器图像的景象匹配区选取准则研究

景象匹配区的选取工作是影响光学景象匹配系统性能的重要因素,在分析影响景象匹配算法的配准概率和定位精度等因素的基础上,人们已经提出了一些实用的选取方法。文章首先对这些方法进行了研究,然后,从选取准则的角度对影响景象匹配区选取的因素进行了归纳分析,通过实验发现利用这些准则在进行实时图为红外图像、基准图为可见光图像的景象匹配区选取时存在一些问题,文章针对这些问题提出一种基于图像边缘密度与自匹配系数的景象匹配区选取准则。实验证明,该算法既保证了所选匹配区中的边缘信息量,又确保了所选区域具有较好的不相关性,采用粗选加精选的方式提高了选取速度。     

基于TAPF算法的红外景象匹配特性研究

红外景象匹配是自动目标识别领域的一个重要方向,如何在复杂的天气条件下提高红外景象匹配概率是研究的难点.在研究不同天气条件下的红外成像和传统匹配滤波器性能的基础上,提出了三值振幅-位相匹配滤波算法（TAPF）,该算法结合了二值振幅信息与二值相位信息进行编码.对比灰度相关、二元纯位相匹配滤波和三值振幅-位相匹配滤波三种相关算法在不同天气下的结果,实验表明,提出的TAPF算法在相关面上的相关峰特性参数均优于其他两种算法,对恶劣的天气条件具有较强的适应性,是一种有效的红外景象匹配滤波算法.     

一种基于边缘密度与自匹配系数的匹配区选取准则

景象匹配区的选取工作是影响景象匹配系统性能的重要因素.在选取准则研究方面按照选取参数的不同,目前有基于图像方差的选取准则、基于图像独立像元数的选取准则、基于图像重复模式的选取准则、基于自匹配系数的选取准则等.首先对这些准则进行了基本介绍,然后,通过具体的选取实验,指出它们在基准图选取时存在的问题,最后,针对这些问题,提出一种基于图像边缘密度与自匹配系数的景象匹配区选取准则加以解决.通过对典型地形、地貌特征的图像进行选取实验,证明了算法的有效性.     

基于蚁群算法的景象匹配定位

景象匹配定位是精确制导的重要技术,通过对景象匹配定位和蚁群算法的研究,提出一种基于蚁群算法的匹配定位方法,蚁群算法具有快速全局寻优能力,应用蚁群算法计算模版图像在基准图像中的匹配位置,根据匹配定位参数的特点,建立二维的蚁群搜索空间,定义图像的归一化积相关作为相似性度量并更新蚁群的信息素,利用信息素及启发信息来计算状态转移概率,蚁群最终聚集到适应度函数最大的路径上。实验结果表明：蚁群算法可以准确有效地估计匹配位置。     

基于三值振幅-位相滤波器的红外景象匹配算法

针对传统的二元纯位相匹配滤波器进行光电混合景象匹配时存在信息丢失量大、识别困难的问题,提出了三值振幅-位相匹配滤波器算法.对红外景象匹配过程进行了计算机仿真实验,并与BPOF和ACMF匹配算法的相关结果进行对比.实验表明,三值振幅-位相匹配滤波算法提高了相关面的信噪比、相关峰锐度,增强了系统的抗噪声能力,进而有效地提高了景象匹配概率.     

光电目标图像自动跟踪技术研究

概括介绍了相关跟踪、特征跟踪和对比度跟踪等技术,根据各种复杂环境下的算法适应性的需要,提出了一种改进的相关跟踪算法,即对图像进行粗采样预处理,降低匹配图像的分辨率,再进行图像归一化分区域相关匹配算法.实验证明,此方法有效地提高了算法的适应性.     

基于TAPF算法的匹配区选择方法研究

针对TAPF匹配滤波算法研究景象特征与匹配性能的关系,提出景象特征指标体系,并以此为基础结合相关面特征和模板的容差性等因素系统地制定景象匹配区选择方法准则.利用现有卫片/航片进行匹配选择试验,结果表明,该方法可以成功地规划出满足系统要求的景象匹配区.     

烟雾干扰下的实时图滤波方法研究

在对当前景象匹配技术应用现状的研究基础上．针对其中的强干扰景象匹配技术,尤其是烟雾干扰下的实时图滤波技术进行阐述。烟雾干扰是造成实时图模糊不清的主要原因．致使景象匹配系统不能发挥其应有的作战效能．甚至造成误匹配。首先分析了烟雾干扰对景象匹配系统特别是实时图滤波的影响．并研究了烟雾干扰模型的主要参数及其可滤波的设计思路．在此基础上提出了相应的滤波算法并辅以Matlab平台进行了仿真分析。结果表明．该算法能够在较大程度上消除烟雾噪声．有效地改善烟雾干扰下的实时图质量．也为烟雾干扰下的实时图滤波技术提供了更为广泛的思路．     

图像特征匹配算法的FPGA实现

图像特征匹配算法是对同一场景不同条件下所获取的两幅图像进行特征提取的过程,目前被广泛应用于多个领域.针对传统匹配算法存在的实时性差、准确度不高、环境适应能力弱等问题,本设计提出了基于FPGA开发平台实现的SIFT算法.匹配结果表明:该算法对于图像的旋转、光照、仿射、尺度等具有良好的不变性,能满足特征匹配的需求,存在一定...     

景像匹配实时仿真系统研究

文章介绍了一种景像匹配实时仿真系统,该系统实现了在实验室环境下进行实时图像的可匹配特征的分析与仿真,并可进行实时景像匹配算法的性能指标（实时性、定位精度、可靠性、鲁棒性等）的研究分析,对景像匹配技术的研究和投入实际应用具有重要意义。     

基于对数极坐标变换的景象匹配新方法

景象匹配中,实时目标图与基准目标图之间的亮度、对比度、噪声水平以及旋转等差异是造成误匹配的重要原因。针对这个问题,引入对数极坐标变换运算,根据它的旋转不变性,提出了一种新的基于对数极坐标变换的景象匹配方法。与已有的抗任意角旋转的圆投影算法相比,提出的算法不仅具有更高的匹配准确率和更强的适应性,而且实时性较好。仿真实例验证了算法的优势与有效性,在巡航导弹和弹道导弹景象匹配末制导中有很好的应用前景。     

DMD结合图像传感器的高动态场景成像探测

微镜阵列DMD空间光调制器结合图像传感器能够解决高动态场景中强弱目标同时探测的问题,获得高动态图像数据,能使光电成像设备动态范围扩展到130 dB以上。为了实现快速的像素级光强控制以及获得高质量的实际场景高动态图像数据,根据实际场景成像其非边缘区域的相邻像素值变化缓慢的特点,提出了一种适合DMD驱动方式的像素级调光算法-自适应空间区域法,它具有较快的收敛速度,最坏的情况下,经过N/I次即可完成调光权值的搜索;在以FPGA为驱动核心的高动态场景成像探测实验系统平台上,对DMD的驱动时序进行了分析研究。并通过此实验平台验证了自适应空间区域法的有效性,该方法能够实现对高动态场景中强弱目标的同时探测,具有很好的光强控制质量,对场景光强局部变化的适应性较强。     

研究基于并行渲染的虚拟现实开发平台设计与实现

在设计三维VR场景时需要依赖可视化的开发平台,设计开发平台时应注重提高软件运行速度,确保硬件接口与软件接口相互匹配,维持虚拟环境共享的一致性,能够及时更新网络协议与升级软件功能,保证VR系统具有兼容性的特点.     

双基前视SAR几何定位及同步误差分析

针对目标区域不存在图像匹配基准点如对海面目标、草原目标等定位时,基于图像匹配的目标定位方法失效问题,该文提出基于R-D原理的双基前视SAR几何定位方法。首先,在相邻合成孔径中心时刻,利用收发平台与目标的几何关系进行数学建模;再结合地距SAR图像中的目标与场景中心点的关系,解算目标相对接收平台的位置信息;最终,根据双基地前视SAR系统的特点,建立空时频同步误差模型,并结合仿真计算结果给出其对定位精度的影响规律。仿真结果验证了定位方法的有效性及误差模型的正确性。     

基于小采样的地形匹配区适应性技术研究

地形匹配在军事和民用领域都具有广泛的应用,特别是其作为巡航导弹等武器系统的辅助导航方式,在战前必须对其进行航迹规划。而航迹规划中必须选择那些具有较强适应性的地形区域,才能保证匹配制导的可靠性和精度。为此,本文就地形匹配区的适应性进行了讨论,通过分析影响地形匹配性能的主要地形参数,提出了选择地形匹配区的基本原则,不同于其它原则之处,本文以小采样技术来验证区域的适配性,从而确定区域适配性强弱,取得了良好效果。     

景象匹配区的选择方法

景象匹配区的选择是影响景象匹配系统性能的重要因素。通过实验研究建立了信噪比、重复模式与匹配概率之间的三维模型,并以此提出了一种基于边缘密度预筛选和上述模型的选择方法。测试结果表明,在一定条件下,该方法可以成功规划出所需的区域。     

局部感知下的稀疏优化目标跟踪方法

针对传统稀疏表示跟踪算法在复杂背景中易出现跟踪漂移问题,该文提出一种局部感知下的稀疏优化目标跟踪方法。首先,将首帧确定的目标区域进行非重叠均匀分割,并利用目标的全局特征和局部特征联合建模。然后,提出一种局部感知校验方法约束稀疏优化匹配过程,从而确定最优匹配样本。最后,在模板更新中提出一种决策方法对遮挡进行检测,并针对不同遮挡情况采取相应的更新策略,使得更新后的模板集更加完善。实验在10个标准库视频序列中测试,并与目前较流行的目标跟踪算法在跟踪效果、成功率等方面进行比较,实验结果表明,提出的跟踪方法在局部遮挡、目标形变、复杂背景等条件下跟踪准确、适应性强。