基于小波变换的噪声及背景同时去除方法在血糖近红外无创检测中的应用

对于血糖近红外无创检测.光谱信号中的各种噪声以及水分等物质的强吸收产生的背景信号,影响了光谱定量校正模型的预测精度.利用小波变换,可将光谱信号分解为多尺度的近似成分与细节成分,根据无用信息变量消除判据可判定代表背景信息的高尺度近似成分及代表噪声的低尺度细节系数,去除相应的成分即可同时去除光谱信号中的背景与噪声.本文将这种小波变换与无用信息变量消除判据相结合的预处理方法应用干人体血糖无创检测研究中,并分析了该方法对不确定因素较多的复杂光谱模型的适用性问题.实验结果表明应用小波变换结合无用信息变量消除判据的方法可以有效地同时去除血糖无创检测近红外光谱信号中的背景信息和噪声,提高光谱定量校正模型的预测精度,对于人体血糖无创检测具有重要应用价值.     

红外小目标图像的分割与聚类分析

天空背景下红外小目标图像的分割与聚类是检测和识别目标过程的预处理部分。首先对图像进行对比度增强处理,并通过模板滤波法去除弱噪声,再运用分割算法把目标和强噪声从背景中分离出来,然后根据聚类得到可能的小目标,最后给出整套处理方法的实验结果和分析。     

基于探测器噪声分析的红外图像增强算法

红外成像制导系统中,来自目标的辐射信号是极其微弱的,噪声特性直接影响探测器的探测能力,降低探测器的噪声是提高其探测能力的有效方法之一。首先,对探测器噪声的频谱进行了分析;然后,提出了基于探测器噪声分析的红外图像去噪算法——基于小波域自适应维纳滤波算法,主要讨论在预处理阶段如何去除白噪声和分形噪声。由于分形噪声的小波系数是平稳的,不相关的,可近似看作高斯白噪声,通过对图像进行小波变换,先将分形噪声转化为白噪声,进而采用自适应维纳滤波算法滤除噪声。用采集的大量红外图像作实验,结果表明,该算法能够有效地去除多元探测器成像中的噪声信号,显著地提高信噪比,为后续弱小目标的检测和识别提供了良好的基础。     

基于K-SVD算法改进BayesShrink小波阈值去噪

提出了一种基于BayesShrink小波阈值去噪算法和稀疏字典学习算法(K-SVD)相结合的图像去噪算法.针对现有的小波去噪算法只处理了细节子带系数,而没有处理近似子带的系数最终导致去噪效果带有局限性的问题,在实际应用中,噪声不仅改变了细节子带系数同时还改变了近似子带的系数,提出了使用K-SVD算法处理图像小波变换近似子带系数以改进现有小波阈值图像去噪算法的效果的缺陷,仿真实验结果表明:改进后的算法能够有效的去除图像的高斯噪声,提高图像的峰值信噪比,明显的改善图像的视觉效果.     

光纤陀螺全频域小波阈值降噪技术

为了有效地去除光纤陀螺信号中的分形噪声,提出了全频域小波多尺度阈值降噪方法。从分形信号的分数微分形式出发,建立了分形信号与高斯白噪声之间的联系,结合小波分析的高阶消失矩特性,实现了分形信号在小波空间的去相关。当分形信号被具有高阶消失矩的小波分解后,其在小波域具有白噪声的特点,可以采用阈值处理的方法予以去除。同时,根据陀螺信号噪声的宽频带特点,对小波分解的低频近似系数和高频细节系数进行阈值处理,有效地抑制了噪声成分。光纤陀螺信号的降噪实例表明:相比传统的小波阈值降噪方法、卡尔曼滤波方法和滑动平均滤波方法,该方法具有较好的降噪效果。     

基于信息冗余的小波红外图像去噪算法

红外图像具有图像灰度集中、对比度低等特点,因而红外图像增强是红外图像应用必不缺少的部分,随之而来的是图像噪声的放大,为了进一步提高红外图像质量,需对增强后图像去噪。现有众多去噪方法中,极少同时兼顾算法效果及可实现性。提出了一种基于信息冗余的小波去噪算法,此算法在离散小波变化(DWT)过程中分别以不同的下采样方式获取多组含有相似冗余信息的小波系数,再利用噪声估计对小波系数进行非线性变换,抑制高频噪声并保留细节,然后利用变换后小波系数重构(IDWT)多副图像,利用含相似冗余信息的多副图像加权进一步去除高频噪声,获取最终去噪图像。此算法已在单片FPGA中进行实现,利用ALTERA CYCLONIII芯片实现后的处理帧频达到50 fps,满足实时性要求。     

基于小波变换的空间目标图像去噪方法

通过对空间目标图像的特性进行分析,提出一种针对星空背景图像在保留恒星同时去除混合噪声的方法.该方法首先利用小波局部模极大值的多尺度相关性检测出图像边缘,再利用基于梯度分析的改进阈值方法对非边缘小波系数进行萎缩,最后由小波系数重构去噪后图像.实验证明该方法能够有效地去除高斯和椒盐混合噪声,使图像峰值信噪比提高5-10dB,并较好地保留图像边缘和有效恒星信息.     

红外光谱信号的预处理

介绍了一种对光谱信号进行预处理的高低通综合滤波法，它对高频噪声和低频扰动分别采用不同的措施进行处理，高频噪声采取平滑滤波法进行去除，低频扰动采取低通数字滤波器进行去除，试验结果表明，这样做既去除了高频噪声和低频扰动，同时又保留了光谱的细节部分，最后，文中将高低通滤波法和带通滤波法的处理结果进行了比较。     

基于剪切波变换和邻域差分的小目标检测算法

提出了一种基于剪切波变换的背景预测算法用于红外小目标的检测。对原始图像进行剪切波变换,获得原始图像的多尺度和方向的细节特征。然后,对低频子带进行中值滤波,去除残留目标。对高频子带,根据其均方误差来调整权重系数,抑制目标和噪声。将反变换后得到的背景预测图像和原始图像进行差分,采用一种基于双窗口的邻域差分方法进行分割,最终实现目标检测。与小波变换法和双边滤波法比较,基于剪切波变换的方法对小目标的检测有较好的效果。     

基于Contourlet变换和模糊理论的红外图像增强算法

红外图像具有噪声大、对比度低等特点,针对该特点,提出了一种基于Contourlet变换与模糊理论的红外图像增强算法。首先对图像进行Contourlet变换,得到多尺度多方向的低通子带和带通子带。对低通子带,进行基于子带系数最大最小值的线性变换,提高图像的整体对比度;对于带通子带,先估计噪声阈值,对子带系数进行抑制噪声处理,然后通过模糊增强算法,对高频系数进行非线性增强,增强目标边缘纹理的特征,抑制背景信号。最后经过Contourlet逆变换得到对比度增强,噪声被抑制的图像。经过算法仿真,与几种现有的图像增强算法相比,该算法更能有效地抑制噪声,增强图像的对比度,突出图像的边缘与细节纹理信息。     

红外诱饵弹的视景仿真

利用红外诱饵弹来干扰红外制导导弹是目前使用最广泛的红外对抗方式.为了更好地研究红外诱饵弹的干扰效果,可对红外对抗进行视景仿真.通过研究红外诱饵弹的特性,利用粒子系统对红外诱饵弹进行模拟.加入飞机模型和背景构成一个红外诱饵弹视景仿真系统.通过红外成像算法可得到存在红外诱饵弹干扰时目标的红外图像.仿真程序完全采用C语言和O...     

纯角度量测序列的参数航迹滤波新方法

红外探测器只能测量运动目标的方位角和俯仰角,难以获取目标的距离信息,所测量的空中目标信息为不完全信息,无法在直角坐标系下有效对三维运动目标进行滤波与跟踪。针对这一问题,提出红外单站跟踪运动目标的参数航迹滤波方法。该方法利用传感器测量到的目标方位角和俯仰角信息,根据假设的目标运动模型,先对目标飞行方向进行估计,然后利用估计出的方向向量和角度量测序列计算出目标的两个航迹参数;最后综合解算得到目标到传感器的方向向量参数航迹计算公式,从而得到方位和仰角估计值。仿真结果表明,该模型对方位和仰角的估计值较稳定,误差较小,效果较优。     

红外系统变倍机构研究与分析

红外系统具有成像质量好、探测灵敏度高、信噪比高、抗干扰能力强以及探测距离远等优点,在军事、民用等各个领域得到广泛应用。红外系统对目标进行搜索与探测时,对多视场或连续变焦光学系统的需求日益增强,其中一个措施就是改变两个或两个以上透镜在光学系统中的位置,从而改变光学系统的焦距。从机械设计的角度出发,对几种变倍机构的构型、工作方式及设计要点进行较详细的说明,给出其各自的适用范围和优缺点,为红外热像仪的工程设计提供参考和依据。     

基于扩展贝叶斯网络的编队对地攻击效能评估

编队对地攻击作战的效能评估中,由于忽略不确定因素的影响,往往给评估结果造成较大误差。针对编队对地攻击作战效能评估中不确定因素的影响,提出一种基于扩展贝叶斯网络作战效能评估方法;分析了编队对地攻击中的不确定因素,根据不确定因素的特点,结合灰色模糊综合评判理论处理不确定因素的优势和贝叶斯网络在推理上的优点,提出扩展贝叶斯网络模型,该模型利用模糊理论处理不确定性的优势,将不确定因素转换为概率问题;结合贝叶斯网络较强的推理能力,综合评估编队对地突防、攻击作战效能,有效地解决了不确定因素的影响。仿真实例证明了该方法的实用性和有效性。     

基于DSP处理器的红外测温系统的设计

通过对传统的红外热像仪测温采用拟合曲线及单向查表的算法分析,针对测温精度低,并且在不同环境温度下温度整体偏移等缺点,提出了一种双向查找表的测温算法。依据普朗克定律,利用标准面源黑体对热像仪进行标定,定标出温度查找表和环境温度补偿表,并且将两个定标表格存入测温系统存储器中。对目标物体进行温度测量时,根据目标物体的热像图灰度值和热像仪热电偶反馈的当前环境温度值,计算出目标物体的温度值和环境温度补偿值,利用环境温度补偿值对目标物体进行测温误差补偿,能够准确地测量出当前环境下的目标物体实际温度。实测结果表明,该方法测温精度可达到0.5℃,并且在不同测温环境温度下温度测量值稳定性较好。     

基于变化检测的机场毁伤评估算法

提出了一种基于遥感图像变化检测的机场毁伤效果评估算法,该算法由图像预处理、兴趣区域划定、毁伤特征提取和分级评估4个模块组成。首先对图像进行直方图规定化,提高图像局部对比度,并采用Hough变换提取机场区域,抑制掉过多的背景干扰;然后利用变化检测参数指标对目标特征进行描述,实现毁伤信息的有效提取;最后建立整体的特征向量"相似度",几何、纹理特征"二次距离",设计分级评估准则。仿真结果表明,该算法有效地实现了对机场目标毁伤效果的评估,同时经过适当扩展和改进,可用于各种人造目标毁伤效果的评估。     

基于微分进化的组合重采样粒子滤波算法

针对粒子滤波重采样带来的样本贫化问题,设计了微分进化组合重采样算法。通过引入微分进化算法的交叉变异操作保持了粒子多样性;同时将残差重采样和微分进化重采样算法组合起来,克服了单纯微分进化重采样的时滞性问题。蒙特卡罗仿真表明,所研究的算法在精度上有很大的提高,并且实时性较好。算法效率提高了1倍,只需300个粒子就可以达到残差重采样粒子滤波1000个粒子的效果,而且实时性提高了很多。     

正态圆分布下的双机吊放声纳扩展方形搜潜建模

针对反潜直升机吊放声纳搜潜概率计算问题,在分析扩展方形搜潜法的基础上,提出了对称扩展方形搜潜法。并且,以双机使用吊放声纳搜潜为例,以目标位置服从正态圆分布为条件,采用解析法建立了对称扩展方形搜潜概率计算模型。同时,针对已探测区不出现目标的面积会随时间衰减的事实,对搜索概率计算模型作了修正。最后,仿真计算了搜索高、低速两类目标下的搜索概率,结论是:搜索低速目标时,对称扩展方形具有更高的发现概率;而对于高速目标,两种方法的搜索概率都较低,难以满足反潜要求。     

基于协商对策的多平台目标跟踪冲突消解

以利用多平台对空中多机动目标跟踪为背景,针对各平台执行能力与跟踪精度不同所导致的任务分配与平台资源利用之间存在冲突的情况,研究了基于协商对策的多平台目标跟踪冲突消解方法。以提高机动目标跟踪精度为原则,在避免重复跟踪和目标遗漏的同时充分利用平台资源,通过比较各平台对不同目标的跟踪精度,根据具体态势优先或按顺序分配任务。基于Visual C++6.0对多平台多机动目标跟踪中采用协商对策实现冲突消解的方法进行了仿真,通过与随机任务分配时的跟踪精度比较,验证了该方法的有效性。     

红外光学系统被动式无热化设计方法

红外光学系统在一定温度条件下会由于温度变化导致系统成像质量变差。利用光学材料热特性之间存在的差异,提出一种光学被动式无热化设计方法,分析了透镜组的消像差方程组并进行求解,讨论了不同透镜材料消热差和消色差的实现过程,利用不同材料合理匹配与合理分配光焦度实现热补偿。针对相同技术指标,设计了两个红外双波段光学系统并对两种系统性能进行比较,结果表明,采用热补偿措施的红外系统在-40～+60℃温度范围内弥散圆尺寸变化不大,焦距变化量小于系统最小焦深,成像质量接近衍射极限,不同温度下系统焦距的变化不影响成像质量和性能。