基于机载IRST稳定平台结构的地面背景抑制算法

在机载IRST对地面目标的搜索跟踪过程中,由于飞机自身的运动,机载IRST获取的红外图像中包含了目标及复杂的地面运动背景。为克服图像序列中地面运动背景对目标跟踪的影响,在图像预处理算法的研究中,通过对机载IRST稳定平台下背景与目标的图像运动特点的分析,提出了一种基于帧间运动估计的背景抑制算法。     

脉冲神经网络在运动目标检测中的应用

近几年,在智能监控系统中,广泛应用了基于生物视觉原理的运动目标检测与跟踪计算模型。这里提出一种基于神经轴突延迟机制,利用脉冲神经元网络模型对运动目标进行检测与跟踪的算法,该神经网络模型是利用轴突延迟脉冲神经网络模拟人类的视觉特性,从而提取运动目标,并具体分析脉冲神经元网络算法的实际意义。实验结果表明,该算法能够动态并行地进行运动目标提取,可通过硬件实现而应用于监控系统中。     

红外搜索跟踪系统对机动目标的跟踪算法研究

红外搜索跟踪系统(IRST)只能得到目标的角度,目标的精确三维运动方程难以建立,因此对机动目标进行跟踪尤为困难.提出了适合红外搜索跟踪系统的纯角度交互式多模型(IMM)定向跟踪算法,并和基于单一模型的卡尔曼滤波做了仿真对比,仿真结果表明了所提出的算法较卡尔曼滤波在性能上有很大提高,能够很好地跟踪机动目标.     

基于扫描面阵的红外预警系统及其探测性能分析

目前红外搜索跟踪(IRST)系统普遍采用红外焦平面传感器,线阵FPA使系统达到了更高的灵敏度和分辨率.然而由于线阵FPA扫描系统的固有限制,IRST系统不能实现任意方位的潜在目标跟踪,而采用面阵FPA的IRST系统可以较好的解决这些问题,但帧积分时间内探测器的扫描运动使图像存在严重的拖尾,给目标探测带来了影响.介绍了一种基于面阵FPA的全方位红外预警系统设计,并对采用线阵和面阵FPA探测器的系统性能进行了对比分析.提出通过目标能量累积技术弥补目标拖尾对面阵FPA扫描系统探测性能的影响,实验验证了能量累积技术可以使面阵IRST达到接近线阵IRST的探测距离,同时具有更低的虚警率.     

多IRST自适应协同定位技术研究

为解决传统单红外搜索与跟踪(IRST)系统观测度不足,无法提供目标全维态势信息的问题,提出了基于几何精度因子(GDOP)的多IRST自适应协同定位技术。其核心思想为对多IRST进行双机组合配对,依据配对组合的GDOP值构造面向定位精度的信息类函数,进而确定联邦滤波信息分配系数,最后基于自适应联邦滤波算法解决双IRST配对组合局部估计的全局信息融合问题,得到目标的精确位置信息。通过仿真结果证明,所提算法定位精度高、可靠性强,同时,可保证全局定位结果的精确性及稳定性。     

基于红外图像改进LBP纹理描述符的弱小目标检测算法

红外搜索跟踪(IRST)是目前受到各国大力发展的目标探测设备,IRST一般用来检测距离较远的红外弱小目标,因为在实际当中获得的红外图像一般信噪比比较低,适于IRST的弱小目标检测算法一般是序列图像的联合检测。针对这样的特点,需要在单帧检测疑似目标的时候将真实目标包含在里面,同时要求疑似目标的数量不能太多。在分析了弱小目标模型后,我们提出了利用改进的LBP纹理描述符进行目标检测的算法,通过实验发现,检测的效果比较好,可以将真实的弱小目标检测出来,同时使得虚假目标尽可能地少。     

一种基于双波段的红外搜索与跟踪系统的单站测距方法

提出了利用IRST系统的两个探测波段进行目标定位的单站测距算法,建立了系统的测量模型,推导出了相应的定位公式及径向速度公式,并对定位误差进行了系统分析。本方法同已有的单站单波段定位方法相比,其最大的优点是不依赖于目标的运动模型,从而克服了原来算法必须假定目标运动形式的缺陷。最后,通过计算机仿真验证了所提出算法的有效性及性能。     

基于激光通信链路的机载IRST被动定位方法

为了实现机载IRST高精度、快速被动定位,针对一般机间数据链对大容量实时图像传输的限制问题,提出了基于激光数据链路的机载IRST被动定位方法。分析了定位原理和激光链路建立、红外图像配准融合、红外目标检测的过程。在研究UKF算法的基础上,考虑到观测方程的非线性和测量噪声的影响,利用UKF方法对目标的状态参数进行估计。仿真实验表明,这种算法得到较好的距离和速度估计精度,而且在提高机载IRST采样频率后,可以进一步提高被动定位精度。     

基于时空域融合滤波的红外运动小目标检测算法

针对红外警戒与跟踪系统中的实时弱小运动目标检测问题．提出了一种基于时空域融合滤波的小目标检测算法。算法在空域上利用形态学Tophat滤波抑制背景增强目标．在时域上通过改进的帧间差分方法增强运动目标,时空域处理结果融合分割后,根据目标运动的连续性和规则性．利用相邻帧中可能目标点之间的位置关系判别目标。算法全面考虑到了运动小目标在时域与空域方面的特性,时空域融合增强后可大大提高目标信噪比。通过实际录取的云层背景飞机目标红外数据检测表明,时空域融合滤波方法能更有效地从复杂背景中检测低信噪比运动小目标,减小虚警率．抗噪声干扰能力强。算法易于硬件实现,能够有效地应用于红外搜索与跟踪系统的实时目标检测中。     

应用于linux平台的目标检测算法研究

为了解决实时运动目标检测应用于嵌入式系统中的研究,提出了在Linux操作系统中基于opencv平台实现的运动目标检测的研究。首先将opencv平台移植到linux操作系统中,然后用具有内存占用少的实时目标检测算法实现了对运动目标的检测。实验证明,系统可以实时地进行目标检测,方便二次开发,并为目标检测算法移植到嵌入式系统中做好准备。     

基于高阶统计判据的红外弱小运动目标检测

针对红外预警与跟踪系统中的实时弱小运动目标检测问题,在分析红外灰度图像的非平稳高斯特性的基础上,提出了一种基于高阶统计判据的检测算法。先用一个空域的白化去均值滤波器进行空间背景抑制,为下一步时域高阶统计判据建立一个不相关的高斯背景,根据三阶以上的高阶累积量对于高斯随机过程“盲”的原理,用高阶累积量作二元统计判据检测红外图像背景中的运动弱小目标。算法全面考虑了红外灰度图像和目标在时域与空域方面的特性,大大增强了目标信噪比。通过实际获取的大地背景目标红外数据检测表明,此算法能有效地从复杂背景中检测低信噪比运动小目标,虚警率少,抗噪声干扰能力强。算法易于硬件实现,能够有效地应用于红外搜索与跟踪系统的实时目标检测中。     

基于红外运动目标分割的夜视融合系统设计

为了提高夜视系统的质量以及目标探测性能, 设计了红外视频运动目标与可见光融合夜视侦察系统。系统在硬件处理平台上实现了基于人眼视觉的红外运动目标分割算法和基于目标特性的加权融合算法, 采用红外运动目标分割电路和融合处理电路互联的结构, 首先利用FPGA为核心的红外目标分割电路提取红外视频中的运动目标, 然后将只有红外运动目标的视频输入后端DSP融合处理电路中进行融合处理, 最后从系统中输出一系列目标形态突出、背景细节清晰的融合序列。实验结果表明: 该系统可以提高夜视融合系统目标探测性能和探测概率, 融合结果的各项评价指标提高了90%以上, 有的评价指标甚至提高了7倍以上, 可以很大程度地降低系统的虚警率。     

一种基于广义累积和的多波段红外变异点目标检测方法

在红外搜索跟踪应用中,对突然出现和消失的变异点的检测一直是个亟待关注和研究的重要课题。随着多波段红外探测系统的应用,提出一种基于广义累积和的红外目标运动轨迹序列检测新方法,将检测波段从单波段扩展到多波段,从而保证虚警概率不大于某一定值的情况下,使多波段变异点探测概率增大或使所需的信噪比和平均检测时延大大减小。数据仿真表明,这一方法在红外变异点目标序列检测方面具有良好的效果,在虚警概率一定的情况下,信噪比检测门限可降低至传统方法的60%,双波段变异点平均检测时延约减少为传统检测方法的1/2。     

Bearings-Only Target Motion Analysis Using a Dual-Waveband Infrared System

Infrared systems are widely used for target detection, designation and tracking. For example, an Infrared Search and Track (IRST) system, as a typical airborne or shipboard detecting device, is widely equipped for the remote target detection and tracking. In recent years, the problem of target motion analysis (TMA) and tracking has been studied increasingly extensively. In an airborne infrared system, the problem becomes more difficult due to absence of range information. In this paper, the infrared model and motion model of typical aerial targets are described. An airborne dual-waveband IRST system, which is quite familiar nowadays, is choosed for implementation of target motion analysis. Based on the above, a novel and more practical algorithm of target tracking via bearings-only measurements is formed and the major parameters are defined according to a typical airborne dual-waveband IRST system. Finally, data simulation is implemented, and the results demonstrate the new algorithm has a better performance than before for bearings-only target tracking.     

基于ZYNQ的运动目标检测系统设计

针对当前运动目标检测系统平台体积大、功耗高的问题,文中基于Xilinx的ZYNQ平台设计了一款运动目标检测系统。ViBe算法是一种前景检测算法,主要包括背景建模、前景检测、模型更新3个部分,具有较好的检测效果。使用Vivado HLS开发工具完成算法部分的开发,通过添加优化指令对算法进行优化,在通过仿真测试后封装成硬件IP核,显著缩短了开发流程。在ZYNQ平台上,采用软硬件协同的方式,PL部分作为算法实现单元,PS部分作为控制核心,通过OV5640进行视频图像的采集,使用VDMA IP核将数据存储到DDR中,在经过处理后将结果通过HDMI输出至显示器显示。实验结果表明,该系统能够实时检测出运动目标,并且该系统体积小,功耗低。     

低信噪比下抖动的红外弱小目标的实时检测

文章根据实时测量需要,结合硬件提出了一种快速算法。在分析红外点目标、噪声及杂波模型的基础上,通过去除温度非线性及选择合适的高通模板的预处理,有效地抑制了噪声,提高了信噪比,从而达到复杂背景下红外点目标检测的目的。已成功研制了一种红外处理系统,它实时完成了弱小目标的有效检测和精确跟踪。     

基于多抽样率信号处理的无源雷达MTD方法

以数字电视信号为机会照射源的雷达系统研究为背景 ,提出用以多抽样率信号处理为基础的多级抽取信号处理算法解决运动目标检测中海量数据处理问题。文中叙述了数字电视广播信号回波的数学模型、多级抽取基本原理、目标检测算法 ,以数字电视信号为反射回波做了仿真 ,对运动目标进行检测 ,并对仿真结果做了分析。