双向过采样系统点目标采样模型与检出方法

传统的采样系统对点目标的能量收集能力差,图像信噪比低,像斑面积小。为了克服传统采样的缺点,在对弱点目标进行探测时可以采用双向过采样技术。建立了点目标采样系统的数学模型,分析了双向过采样系统对点目标的检测性能。通过点目标采样系统的数学模型,得到了双向过采样系统点目标像斑分布均匀、灰度梯度小、有一定的面积的特点。从而设计出针对双向过采样系统的点目标检出方法。采样模型得到的像斑能量分布表明,双向过采样系统对点目标的能量收集能力强,点目标像斑面积大,信噪比稳定,采样系统对点目标的空间相对位置有很强的适应能力。仿真分析表明,目标检出方法能够有效提高点目标图像的信噪比。     

不同采样体制对点目标的定量检测性能

围绕单采样和过采样扫描探测体制下的点目标定量检测性能,基于亚像元的采样模型,建立了一定分辨率条件下探测不同高度、尺寸目标的成像链路仿真模型,从目标信号采集能力、背景及杂波水平影响、检测能力和测量特性四个方面对比分析了相同瞬时视场的单采样、过采样以及两倍瞬时视场的过采样三种规格采样体制的目标检测性能。分析结果表明：相同瞬时视场的过采样比单采样更有利于目标信号的采集,检测能力更强,两倍瞬时视场的过采样对目标信号有抑制作用,不利于低信杂比情况下的目标探测;两种规格的过采样对背景信号及杂波均有抑制作用;两种规格的过采样对目标辐射强度都有明显的过采集误差,必须进行修正。     

基于时－空过采样系统的点目标检测性能分析

为了提高扫描成像系统对于点目标的探测性能,提出了时-空过采样点目标探测体制,并对其进行了目标检测性能分析.首先,分析了单采样体制在点目标探测中易存在跨像元导致的目标能量分散问题,以及探测器随机高强度噪声及空间质子流尖峰信号导致的虚警问题;然后,提出了用于点目标扫描探测的时-空过采样体制.最后,基于图像信噪比对相同光学系统下单采样和时-空过采样系统的目标检测性能进行了比较分析.分析结果表明,通过采样方式能够实现目标能量集中到一个像元,保证了图像信噪比需求.通过高分辨率融合使得目标尺度大干噪声及尖峰的尺度,目标尺度最大扩展至3×3像元,基于目标空间相关的处理可以有效降低了虚警,提升系统检测性能.     

基于时－空过采样系统的点目标检测性能分析

为了提高扫描成像系统对于点目标的探测性能,提出了时-空过采样点目标探测体制,并对其进行了目标检测性能分析。首先,分析了单采样体制在点目标探测中易存在跨像元导致的目标能量分散问题,以及探测器随机高强度噪声及空间质子流尖峰信号导致的虚警问题;然后,提出了用于点目标扫描探测的时-空过采样体制。最后,基于图像信噪比对相同光学系统下单采样和时-空过采样系统的目标检测性能进行了比较分析。分析结果表明,通过过采样方式能够实现目标能量集中到一个像元,保证了图像信噪比需求。通过高分辨率融合使得目标尺度大于噪声及尖峰的尺度,目标尺度最大扩展至3?3像元,基于目标空间相关的处理可以有效降低虚警,提升系统检测性能。     

基于深度卷积神经网络的红外过采样扫描图像点目标检测方法

针对红外过采样扫描成像特点,提出一种基于深度卷积神经网络的红外点目标检测方法.首先,设计回归型深度卷积神经网络以抑制扫描图像杂波背景,该网络不含池化层,输出的背景抑制图像尺寸与输入图像一致;其次,对抑制后的图像进行门限检测,提取候选目标小区域原始数据;最后,将候选目标区域数据依次输入分类型深度卷积神经网络以进一步判别目标、剔除虚警.生成大量过采样训练数据有效训练两个深度网络.结果表明,在不同杂波背景下,该方法在目标信杂比增益、检测概率、虚警概率和运算时间等方面,均优于典型红外小目标检测方法,适用于红外过采样扫描系统的点目标检测.     

过采样扫描探测性能对比分析

分析了单采样和过采样两种扫描探测体制的成像原理,并建立了扫描图像仿真模型.在不同云层杂波场景下从目标能量收集、背景杂波抑制和弱小目标检测三个方面对单采样和过采样扫描图像进行了对比分析.理论分析和仿真结果表明:过采样扫描探测体制更有利于收集目标能量,杂波抑制能力较优,对弱小目标的探测能力更强.     

过采样扫描探测性能对比分析

分析了单采样和过采样两种扫描探测体制的成像原理,并建立了扫描图像仿真模型。在不同云层杂波场景下从目标能量收集、背景杂波抑制和弱小目标检测三个方面对单采样和过采样扫描图像进行了对比分析。理论分析和仿真结果表明：过采样扫描探测体制更有利于收集目标能量,杂波抑制能力较优,对弱小目标的探测能力更强。     

一种融合预测过采样的运动目标检测算法

为了改善运动目标检测的精度,提出了一种融合了预测过采样的运动目标检测新方法.首先,基于二维傅里叶变换预测当前帧的目标形状并计算形状相似度;然后,从历史检测结果中选择一定数量的参考帧,使用光流法跟踪目标像素点在参考帧与当前帧之间的运动轨迹,并以像素点轨迹为参考在采样区间执行稠密过采样;最后,基于过采样样本构造前景模型,并在图分割框架内联合使用前景背景模型实现目标检测.在公共数据与自采数据集上对所提方法进行了实验验证,结果表明,相对于经典的运动目标检测算法,所提方法能够有效提高检测精度.     

欠采样与过采样技术研究

数据采集面临两类问题:要有更高的采样率,来满足对高频信号的采样需求;能有更大的采样动态范围,来满足对微弱信号的采样需求。欠采样技术和过采样技术的出现很好地解决这两个问题。文章将解析欠采样和过采样的基本原理,并利用欠采样和过采样解决实际遇到的问题。     

基于过采样技术的生物电信号检测

 为充分发挥中等分辨率模数转换器的速度潜力和简化生物电放大器的设计、大幅度降低放大器的成本,本文采用过采样技术对生物电信号进行检测.以人体心电检测为例,使用三种采样方法进行实验.结果表明,过采样得到的心电图形有较好的精度和信噪比.该方法可广泛应用于各种生物电信号的检测.     

UWBSAR图像中的点目标检测

针对超宽带合成孔径雷达(UWBSAR)图像的某些应用场合,研究了其中的点目标检测问题,提出了一种检测算法。该算法综合运用方向依赖滤波和子图像融合提取UWBSAR图像中点目标的各向同性特征,并通过恒虚警率检测最终实现UWBSAR图像中的点目标检测。对实验数据的处理验证了该方法的有效性。     

红外图像中小目标检测研究

在获得的红外序列图像中,检测和跟踪微弱小目标一直是研究的重点。本文对小目标检测系统的背景抑制和目标检测算法和方案进行了调研。采用背景抑制算法以获得更高的信噪比,利用NP准则对图像进行分割,然后用识别算法对目标进行跟踪和识别。计算结果显示,抑制杂波后,采用序贯图像检测能够很好地增加探测概率。     

天基微弱运动点目标检测研究综述

近几十年来,针对复杂背景下红外图像序列的天基微弱 运动点目标探测问题备受关注。该问题对于空间监视系 统、预警系统以及导弹跟踪系统等而言十分重要。受各方面的影 响,天基微弱点目标检测、跟踪和识别研究仍然面临着很多挑 战。仪器抖动和平台运动均会造成目标定位偏差。受制于观测距 离和天基成像环境,目标往往会淹没在背景杂波或噪声之中。因此,如 何在低信杂噪比的情况下快速、准确地探测和识别运动点目 标,并满足检测率和虚警率指标,是相关领域亟待解决的问题。 对近年来国内外相关领域的研究进行了分类和总结,以期在此基 础上寻求新的探索和发现。     

海空背景下红外点目标检测算法

提出了一种基于灰度形态学的海空背景下的红外点目标检测算法。该算法三步：第一步,对原始序列图像进行了膨胀后累加,以提高信噪比（SNR）;第二步,对原始序列图像进行形态学滤波,去掉噪声和目标以提取出背景;第三步,前两步结果相减,自适应阈值后即可得到点目标,用实际摄取的图像进行实验,结果表明该算法能检测出信杂比（SCR0为1的红外图像。     

点目标检测中线列探测器非线性响应的分析

红外点目标检测系统和普通红外成像系统的应用和目的不同,非均匀性校正的依据也应不同.在探测器非线性响应模型的基础上,从数学推导和实验数据两方面对比和分析了线列探测器线性响应和非线性响应各自引起的非均匀性对点目标检测性能的影响.结果表明,非线性响应引起的非均匀性致使检测概率降低的程度大于线性响应,致使虚警概率提高的程度也大于线性响应,这一结论可为点目标检测系统中线列探测器的非均匀性校正提供依据.

Abstract：

Both the applications and purposes of infrared point target detection system are different from those of general infrared imaging systems,so the foundation of nonuniformity correction should be different.Based on the nonlinear response model,the influences of nonuniformity produced by linear response and nonlinear response of line array detector on point target detection are compared and analyzed according to mathematical derivation and experimental data.The results indicate that both the decrease of detection probability caused by nonuniformity and the increase of false alarm are greater than linear response,which can provide a foundation for nonuniformity correction in point target detection system.     

序列图像中运动点目标轨迹检测算法研究

序列图像中弱运动点目标的实时检测算法,是精确制导系统中的关键算法之一.本文在对现有检测算法分析的基础上,详细阐述和研究了利用LS线性预测器的点-轨迹预测与匹配的目标轨迹检测算法,并通过仿真实验进行验证,最后指出此算法较以前的算法可更有效的从图像序列中检测出弱运动点目标的轨迹.     

海天线附近红外弱点目标检测算法研究

为解决海天线附近红外弱点目标的检测问题,提出了一种新的弱点目标检测方法。该方法通过多向梯度检测来实现对弱点目标的检测,具有运算结构简单,计算量小的特点。仿真实验结果表明,该方法可有效剔除海天线、云层以及海浪等自然背景的边缘,大大提高了复杂背景下弱点目标的检测性能,并可满足舰载红外警戒系统中弱点目标检测的实时处理要求。     

噪声背景中点目标检测的多比例法

要把淹没在噪声背景中的运动点目标检测出来是一个十分困难的问题.本文提出了一个基于多比例几何技术的运动目标检测新方法.以高斯函数作为滤波核,用多比例方法构造了一个四维比例时空空间.利用一阶几何特征导出了目标的运动约束方程.基于目标图像的速度一致性和像素连接性,研究了解决运动检测与速度估计的方法. 描述了速度平面上约束直线聚类点或聚类区的粗精搜索算法.给出了精确地搜索最优比例的精度度量.提出的实验和比较结果,支持了这些研究.     

红外点目标探测系统的作用距离理论模型分析

系统性地分析了红外点目标探测系统的作用距离理论模型。通过建立大气分层模型,结合MODTRAN模型计算了中波红外光和长波红外光在典型大气条件下的透过率。两者计算结果的对比数据可为红外探测系统设计中的波段选择提供参考依据。通过对目标红外辐射强度的理论模型进行分析,计算了几种典型目标在不同波段的红外辐射强度,为系统作用距离的指标论证提供了支撑。从红外图像噪声的概率密度分布函数出发,推导出了图像信噪比与系统检测概率及虚警概率的理论公式,为检测门限设置提供了参考依据。红外点目标探测系统的作用距离理论模型分析结果对于提升红外探测系统作用距离指标论证的可信度和系统参数设计的合理性具有非常重要的理论支撑作用。