基于深度学习的激光干扰成像评估方法

可见光主动成像系统被广泛应用于成像侦察领域,激光压制干扰是一种可以利用的反制手段。合理地对激光干扰效果进行评估,对于干扰一方具有重要意义。为了更客观地评价激光干扰对成像侦察的影响,从可见光成像侦察的特点出发,对激光干扰可见光成像效果进行划分,确定了干扰效果评估需求。建立了可见光图像的激光干扰效果评估模型,结合基于YOLOv4的目标检测置信度及WFSIM算法的三个图像特征表征指标,形成了对应的评估体系。构建了一套参数可调的激光干扰图像采集及评估分析实验系统,对人体目标进行图像采集,验证了提出的评估体系及方法。     

激光对光电成像制导的图像干扰效果评估

分析了光电成像制导武器跟踪原理和激光对光电成像制导武器干扰机理,提出了一种激光对光电成像制导武器图像干扰效果的评估系统,系统结构简单,易于实现,可用于评价光电对抗装备对光电成像制导武器的干扰效能.     

结合激光功率和光斑位置的多帧动态干扰效果评估

激光主动成像系统通常用于重要区域监视和危险目标识别,当该系统受到敌方激光干扰时,其成像质量将会下降。由于目标、成像系统和干扰源的相对位置,以及干扰源的干扰功率处于时刻变化中,导致不同时刻的干扰效果不尽相同,如何衡量一段时间内激光对成像系统的干扰效果成为一个难题。提出了一种基于连续多帧图像动态特征变化的无参考激光干扰评估算法,在图像目标区域内分析单帧干扰图像中特征点的匹配准确率和空间变化率以及多帧图像特征点变化的准确性、空间性、结构性差异、频率和显著性特征,最终得到归一化的评估指标。利用激光主动成像识别系统对设定目标进行照明成像识别实验,采集不同干扰功率和干扰方位的激光干扰图像。基于提出的特征点动态性算法对获得的连续多帧激光干扰图像进行评估,结果表明该算法能够准确评价一段持续干扰过程中不同功率、方位的激光干扰效果,客观反映光斑遮盖下自动目标识别算法的失效程度。     

基于光斑与图像特征的动态激光干扰效果评估

激光主动成像系统通常用于重要区域监视和危险目标识别,其上的光电成像探测器易受敌方激光干扰产生局部饱和甚至损伤,导致目标识别失效。在实际中,激光干扰功率和光斑位置等因素均时刻发生变化,导致激光对每帧图像的干扰效果也不尽相同,因此,动态的衡量激光干扰效果具有重要意义。提出了一种基于光斑特征和图像特征的无参考动态激光干扰图像评估算法,通过加速分隔测试特征(FAST)算法提取特征点,并运用特征点匹配确定图像的目标区域,在该目标区域利用饱和像素数和光斑相对位置变化表示光斑特征对图像质量的影响,利用图像中特征点和边缘点分布特性以及边缘清晰度表示图像特征的变化,将5个评价因子相乘,得到归一化的评估指标。利用激光主动成像识别系统对设定目标进行照明成像识别实验,采集不同干扰功率和干扰方位的激光干扰图像。基于提出的无参考动态特征评估算法对获得的连续多帧激光干扰图像进行评估,结果表明该算法能够准确评价不同功率、方位激光的干扰效果,客观反映光斑遮盖下自动目标识别算法的失效程度。     

采用图像特征的激光干扰跟踪效果评估

对于广泛应用于图像识别和跟踪的激光主动成像系统,激光干扰是影响该类系统性能的一个重要因素。激光干扰使系统中的光电成像元件达到饱和或损伤,在探测视场中出现光斑,从而使跟踪算法无法准确分辨目标和光斑。因此,分析并评估激光对主动成像系统的干扰效果是避免干扰的前提,同样也是重要的环节。提出一种基于图像特征的边缘相似度(ESIM)评价算法,该算法通过模板匹配确定图像的目标区域,并比较原始图像和干扰图像目标区域的亮度、对比度和边缘清晰度差异,得到归一化的评价指标,作为对激光干扰效果的评估标准。实验中分别采集了不同干扰功率和不同光斑位置的激光干扰图像,并利用相关跟踪和形心跟踪方法对目标进行跟踪,运用本文提出的ESIM算法从图像特征角度对干扰跟踪效果进行评估,结果证明ESIM能够合理评估干扰图像的失真程度,并可以较好地反映激光对主动成像系统跟踪性能的影响。     

基于光斑与图像特征的激光干扰效果评价方法

提出了一种基于光斑与图像特征的激光干扰效果评 估方法。用激光光斑中心相对于目标中心的距离反 映光斑的分布特征变化;用图像稀疏表示特征矩阵的变化情况来反映干扰前后图像的全局特 征变化;用图像边缘清 晰度的变化情况反映干扰前后图像的局部特征变化;综合干扰前后图像中的光斑与图像特 征的变化来评估激光干 扰效果。激光干扰实验结果表明,与传统的评估方法均方误差(MSE)和图像结 构相似度(SSIM)相比,提出的基于光斑与图像特征的评估方法对 不同激光功率、不同照射位置和不同背景强度下的干扰图像都给出了合理的评估结果,能够 克服背景强度不一致和 光斑位置变化对评估结果的影响,实现了对激光干扰效果客观、准确的评价。     

ISAR欺骗干扰仿真与效果评估研究

研究了欺骗性干扰条件下的逆合成孔径雷达(ISAR)干扰效果评估方法。依据宽带成像信号模型进行欺骗干扰信号仿真,对干扰前/ 后的数据分别进行ISAR成像处理,计算图像的量化指标并结合主观评估,对ISAR干扰效果进行评估。仿真实验表明:相关系数对欺骗干扰效果评估较为有效,其他指标如熵、均值、标准差、等效视数等可以当作辅助信息作为评判参考。     

基于模糊综合评价的卫星干扰效果评估

针对通信对抗中的卫星干扰效果评估问题,提出了一种基于模糊综合评价的卫星干扰效果评估方法,该方法以模糊综合评价模型为核心,选取主要干扰因素构建因素集,结合权重集通过模糊合成计算出评价集,在对每个评价指标进行分析的同时整合了所有指标的分析结果,系统性地对干扰效果进行评估。仿真结果表明该方法可以得到一个较为全面、准确的评估结果。     

基于深度学习理论的光学分子成像图像重建方法

光学分子成像图像重建是当前的研究重点,由于传统光学分子成像图像重建方法存在重建误差,效果不理想等缺陷,为了获得理想的光学分子成像图像重建效果,提出了基于深度学习理论的光学分子成像图像重建方法.首先分析光学分子成像图像重建工作原理,找到导致光学分子成像图像重建质量差的因素,然后采集光学分子成像图像,选择卷积神经网络算法进行光学分子成像的图像重建.实验结果显示:采用本方法进行峰值信噪比(PSNR)范围为34.16～38.96,结构相似性(SSIM)范围为0.854 9～0.980 8,均远远大于常规方法数值,表明提出方法图像重建质量较高,充分证明提出方法性能较好.应用价值相似性指标更大,图像重建质量更高,则提出方法的图像重建性能更佳.     

高速平台对海目标红外成像制导建模与仿真研究

本文针对高速飞行器在大气层中飞行时产生的气动光学效应的图像及其退化复原、目标检测识别进行研究,开展高速飞行器载体下空对海面目标的红外成像效果分析,针对不同条件下的目标及其成像效果、退化复原处理、目标图像检测识别等进行仿真和计算,并评估高速气动光学效应条件下红外成像制导系统的设计边界条件,能够对系统指标论证和设计提供关键数据支撑。     

激光干扰光电成像导引头的建模与仿真

在建立形心跟踪式光电成像导引头模型的基础上,根据激光干扰光电成像导引头输出图像的特点,建立了亮斑干扰模型、亮斑加亮带干扰模型、全饱和干扰模型和致盲干扰模型.理论分析认为亮斑加亮带的干扰效果与亮斑干扰类似,致盲干扰的效果与全饱和干扰类似.利用研制的光电成像末制导干扰仿真软件,系统研究了典型应用下,激光干扰对形心跟踪式光电...     

激光干扰对CCD成像系统目标检测性能的影响

分析成像系统的工作过程及常用检测算法,针对激光干扰图像的特点,结合背景杂波的量化方法,提出基于目标背景结构相似度与平方和根的图像尺度。该尺度利用结构相似度在成像检测方面以及平方和根尺度在目标局部对比度方面的优点,适用于激光干扰后检测算法性能的评估。激光视场内干扰与视场外干扰的实验显示:激光干扰使得Otsu算法的分割精度受到较大影响;对于相关检测算法,激光干扰会使相关曲面出现较大的波动,增大了虚警概率。研究结果表明:该尺度能够较好地反映激光干扰图像对于CCD成像检测算法性能的影响,初步验证了尺度的有效性。     

基于最小熵的SAR干扰图像配准与评估研究

噪声干扰前后SAR图像的有效配准是判断其受干扰程度、计算图像相关性的前提,也是开展SAR对抗效果评估的基本环节。针对SAR对抗试验中噪声干扰前后机载平台航次一致性难以精确保证的问题,提出了一种基于最小熵子域相关法的SAR干扰图像配准策略。首先,按照一定的搜索方法在干扰前后的SAR图像中进行相关子域选取;然后,按照最小熵准则进行SAR干扰图像配准;最后,分析推导了配准性能与受干扰程度之间的关系。仿真实例验证了该配准策略的有效性。     

激光干扰对CCD跟踪性能影响的图像尺度分析

分析CCD成像跟踪系统的组成及常用跟踪算法,针对激光干扰图像的特点,结合机器视觉中背景杂波的量化方法,提出一种基于小波能量与平方和根的图像尺度,并将其应用于激光干扰对成像跟踪性能的影响分析。该尺度利用小波能量尺度在成像跟踪系统方面以及平方和根尺度在目标局部对比度方面各自的优点,适用于激光干扰后跟踪算法性能的评估。激光视场内干扰与视场外干扰的实验结果表明,该尺度能够较好地反映激光干扰图像对于CCD成像跟踪算法性能的影响,初步验证了尺度的有效性。     

连续激光干扰CCD成像研究

由于光学成像系统本身具有的高光学增益,CCD器件非常容易受到激光的干扰和损伤,以连续632nm氦氖激光辐照可见光面阵CCD,收集到的实验结果表明：用较低功率的激光辐照CCD的局部,就可以产生全屏饱和现象。以命中概率作为效能指标,建立了激光干扰前后命中概率的变化情况的计算模型,通过命中概率大幅度下降说明激光干扰的有效性,为激光干扰的军事运用提供了依据。     

基于模糊推理的SAR干扰效果评估

对SAR干扰效果的评估是目前的一个研究热点。在依据SAR图像受干扰情况评估SAR干扰效果的过程中,人的主观因素占主导地位。对于这种不确定性的评判,该文介绍了一种基于模糊推理的SAR干扰效果评估方法。首先,建立了SAR干扰效果评估指标;接着,借助相关领域专家的经验知识和推理规则,采用定性与定量相结合的方法,建立了模糊推理数学模型;最后,利用所建立的指标和模型进行干扰效果综合评判,得到了合理的、令人满意的结果。     

一种天基干扰通信卫星的方法及仿真

天基干扰平台是卫星通信对抗发展的必然趋势。提出了一种干扰卫星的轨道设计方法,并对天基干扰通信卫星的过程和结果进行了仿真分析。结果表明,利用干扰卫星能够对通信卫星进行短时间的高强度干扰。     

面源红外干扰的效果评定准则研究

面源红外干扰是用于对抗红外成像制导导弹的新手段之一。分析了红外成像制导导弹的工作过程及其目标识别机理。在对红外成像导引头实施干扰的目标识别阶段和目标跟踪阶段,对面源红外干扰的使用以及干扰效果的评定准则分别进行了研究,并评价了其有效对抗红外成像制导的能力。该评定准则以导引头的跟踪状态、跟踪误差或脱靶量为依据,通过统计干扰成功率实现对面源红外干扰效果的定量评价。这种评定方法简单合理,评定结果客观有效。     

推扫相机激光干扰等效缩比模型研究及实验验证

随着激光技术的快速发展,推扫相机的激光干扰问题倍受关注。推扫相机一般有较高的角分辨率,口径大焦距长造价高,若按照对等要求进行干扰实验研究,其技术难度大实验费用高。针对激光对推扫相机干扰效果评价的难题,从推扫相机成像原理和激光对推扫相机干扰机理入手,提出了一个推扫相机激光干扰等效缩比模型,并通过实验对该模型进行了验证。实验表明:在推扫相机F数不变的前提下,保持相同的入瞳激光功率和积分时间,激光对缩比相机与原相机具有相同的干扰效应,即在两相机像面上的激光干扰面积基本相同。该研究成果可应用于激光对推扫相机干扰效果评价和相机激光防护研究等方面。     

RGB激光干扰彩色CCD相机实验及分析

开展了RGB激光器及单色激光器对自动模式下的彩色CCD相机的外场干扰实验,理论分析及实验结果表明：较强激光照射将使CCD靶面上出现串音现象;较长时间的强激光照射可造成CCD像元的永久性损伤,并能使相机全靶面饱和;在相同实验条件下,RGB三色激光器比单色激光器更易获得全通道饱和干扰图像,单色激光器若要获得与RGB三色激光器类似的全通道干扰效果,其激光功率应为RGB激光器的10倍以上;相机拍摄背景的不同会给干扰带来很大影响,全色背景比单色背景更难获取良好的干扰效果。