一种基于D-S证据理论的红外小目标融合识别方法

为了提高低信噪比弱小目标识别的可信度 ,提出了一种基于D S证据合成理论的多传感器信息融合识别方法。并使用该方法对来自多个红外成像传感器的实际图像进行了信息融合仿真处理。仿真结果证明 ,该方法对低信噪比条件下的红外弱小目标具有良好的识别效果     

红外探测器成像仿真

红外探测器是红外成像技术的核心,直接影响着红外成像系统的性能。在分析目标成像尺寸的基础上,详细分析光学弥散、探测器噪声、成像阵列盲元等的形成机理,并进行建模和仿真,最后将这些模型依次叠加。采用此方法得到的仿真图像充分考虑了探测器各种效应的影响,提高了仿真图像的真实性与逼真度,可为红外成像系统的研制及目标检测识别算法提供测试场景与依据。

Abstract：

Infrared detector, which can directly influence the performance of infrared imaging system, plays a key role in infrared imaging technology. The scale of the target image, the causation of optics dispersion, noise of the detector and blind pixels in the imaging arrays were detailed analyzed. More actual infrared images would be simulated by adding the effects mentioned above to the theoretical image model, because the ill effects were calculated. The simulated images could be used to test infrared imaging system or the algorithm of target detecting and recognition.     

虚拟环境红外物理模型研究

分析了影响自然环境和人造建筑红外特性的各种因素，按照红外辐射的基本规律，建立了红外物理模型，环境的红外辐射图像和可见光图像是密切相关的，增添材料和气候信息，配合视景数据库中的环境，实体几何模型，可计算出观测环境的辐射亮度，最后转化为探测器图像，本文方法可提供包括自然背景，人造建筑在内的虚拟环境的约年探测器图象的显示，适用于动态变化的环境和目标。     

红外焦平面阵列非均匀校正算法研究

红外图像的非均匀性已经成为制约红外焦平面阵列成像质量的限制性因素。本文对红外非均匀性的定义和来源进行了深入的探讨，给出了几种非均匀校正算法及其实验结果，最后对各种校正算法的特点进行了归纳总结。     

红外成像制导半实物仿真系统研究

红外图像的生成是红外成像制导半实物仿真试验中的一个关键技术.设计了一个红外成像制导半实物仿真系统,利用Multigen Creator建立目标和背景的三维模型,利用Vega中基于大气传输模型的SensorVision模块建立目标与背景的红外模型,生成目标及场景的红外图像.并将该红外图像应用于实际的某红外成像半实物仿真试验系统中,试验效果良好,达到预期目标.     

基于双门滤波的红外点目标检测方法

讨论了红外图像点目标的检测问题。针对红外点目标无形状特征、SNR很低的特点,分析常用的最大中值滤波的优缺点,提出了改进的双门滤波器,并用之来对图像进行目标检测。该算法通过选取合适的目标窗和背景框的大小,分别计算窗、框内的平均值和方差来决定滤波器的输出,在目标窗与背景框间加缓冲带从而降低了目标与背景的误分辨。经过大量实验验证表明,该方法能够较大程度提高目标图像的信噪比,有效地检测出小目标。     

基于电阻阵的红外图像实时生成和显示系统

对基于MOS电阻阵列红外图像转换器的红外图像实时生成和显示系统的实现进行了重点论述。根据红外图像仿真原理对典型目标建模,并利用openGL和开发的图像转换等软件,完成目标动态图像数据序列的计算机生成;论述了基于128×128电阻阵列的红外图像数据处理与驱动控制技术,实现了目标动态红外亮度图像向目标动态灰度图像的转换,并利用驱动控制系统以200Hz的帧频速度驱动MOS电阻阵实时生成目标动态红外图像。该系统已在红外成像目标仿真中得到应用。     

基于相位补偿和等效运动的太赫兹SAR运动目标成像方法

太赫兹合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)带宽大,能够对运动目标高分辨成像,但目标运动导致成像移位和模糊。针对不同的运动形式,分别提出基于相位补偿和等效运动的运动目标成像方法。首先分析不同运动参数对成像的影响,然后通过补偿相位和等效载机速度获得运动目标聚焦、背景模糊的图像。通过恒虚警率(constant false alarm rate,CFAR)检测和逆成像处理获得目标和背景分别聚焦的图像。最后对两幅图像进行叠加,实现了在静止背景上对运动目标的准确成像。不同信噪比条件下的电磁计算数据仿真结果验证了所提方法的有效性。     

红外焦平面器件非均匀性校正数字实现

红外焦平面阵列(infraredfocalplanearrays,IRFPA)成像是当今红外成像技术发展的主流方向,但IRF PA特有的非均匀性严重地限制了系统的成像质量,因此对红外焦平面阵列器件的非均匀性实施有效的校正是其应用中必须解决的一项关键技术。在阐述非均匀性校正算法原理的基础上,着重论述了一种基于TMS320C55XDSP的非均匀性校正算法的实时实现技术,给出了实测结果,验证了该技术的有效性和工程实用性。     

运动目标的红外成像模型及其绘制

运动目标红外图像的真实感生成一向是红外场号生成中的难点。首先提出了一个运动目标的红外成像模型，它不仅结合了各种环境影响、目标表面几何形状、结构、热特性等因素，还考虑到内部热状态、以及目标在高速运动状态下的气动加热效果。另外，还设计了适用于红外图像的绘制方法，以提高红外图像的真实感效果并简化程序。在考虑到大气传输和传感器噪声对红外成像的影响后，给出了不同视点的运动目标的红外图像。从实验结果看，该模型及方法模拟效果真实，算法可靠。     

红外图像序列中机动点目标的快速检测技术

本文针对红外自动寻的末制导系统提出了一种适合于检测星空背景下的远距离点目标的快速算法,它可用于检测静止不动、匀速运动和机动运动的点目标。该算法通过构造一个关于3D空间中数据集的轨迹表达的总代价函数将点目标轨迹提取问题转化成为总代价函数对目标参量的最优化问题,通过迭代算法实现这个最优化,文章证明了算法的收敛性,并估算了该检测算法的检测性能,实验表明该方法适合于小SNR时的点目标检测。     

背景辐射对拦截器导引头探测性能的影响分析

在综合考虑背景辐射、光学系统近场辐射、探测器及其后续处理电路和焦平面非均匀性噪声影响的基础上,建立了拦截器导引头红外传感器的探测性能模型。根据文献给定的拦截器导引头参数对模型进行了验证,并利用所建立的模型分析了背景辐射对拦截器探测性能的影响。提出的方法和模型具有通用性,可用于分析背景辐射影响下各种拦截器红外导引头的探测能力。     

一种基于模糊滤波提高SAR自动目标识别平移不变性的方法

使用卷积神经网络去实现合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)自动目标识别(auto target recognition, ATR)成为了近年来的热点,但实际使用中存在的一个隐患问题是平移不变性的丢失,随着目标位置移动,系统输出也随之改变，从而造成错误识别。针对上述问题，提出了一种落实在模型层面的解决方法,通过对算法的改进,实现提升SAR ATR系统平移不变性,而无需数据增强。提出的模块易于移植到现有SAR ATR骨干网络中,且通过实测兼容良好,引入后不影响识别准确率,达到了与原网络近似相等甚至更高的精度。结果表明,所提出的算法不仅提升了系统的平移不变性,同时提升了系统的抗干扰能力。     

一种基于模糊滤波提高SAR自动目标识别平移不变性的方法

使用卷积神经网络去实现合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)自动目标识别(auto target recognition, ATR)成为了近年来的热点,但实际使用中存在的一个隐患问题是平移不变性的丢失,随着目标位置移动,系统输出也随之改变，从而造成错误识别。针对上述问题，提出了一种落实在模型层面的解决方法,通过对算法的改进,实现提升SAR ATR系统平移不变性,而无需数据增强。提出的模块易于移植到现有SAR ATR骨干网络中,且通过实测兼容良好,引入后不影响识别准确率,达到了与原网络近似相等甚至更高的精度。结果表明,所提出的算法不仅提升了系统的平移不变性,同时提升了系统的抗干扰能力。     

气象杂波环境下二维次序统计量恒虚警检测器

利用实际的气象杂波数据 ,研究了其CFAR处理问题。基于FFT处理技术 ,比较了CAGO -CFAR检测器、CLUTTERMAPPING -CFAR检测器和MX -OS -CFAR检测器的抑制气象杂波性能。针对存在的问题 ,提出了将通常在一维距离向进行的CFAR处理改为在R-Fd(距离 -多普勒频率 )二维平面进行 ,并利用次序统计量估计杂波幅度 ,形成新的稳健的 2D -OS -CFAR检测器。对实际杂波数据和仿真目标数据的处理结果表明所提出的 2D -OS -CFAR检测器具有良好的性能     

基于最大输出信噪比的L-DACS1接收机盲自适应波束形成算法

由于L频段数字航空通信系统1(L-band digital aeronautical communication system1, L-DACS1)和民航测距机(distance measuring equipment,DME)系统的频谱有部分重叠,因此在L-DACS1接收机中需要考虑DME干扰的抑制问题。提出了基于最大输出信噪比的干扰抑制和盲波束形成算法。由于DME脉冲干扰的功率较大,首先采用子空间跟踪算法来得到干扰子空间,然后将接收数据向干扰子空间的正交补空间进行投影以抑制DME干扰。干扰抑制后,接收数据中只剩下正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)信号和噪声了。为了充分利用阵列天线的优势,采用了输出信噪比最大准则来进行波束形成,将天线方向图的主瓣对准OFDM信号来向,以提高接收机输出信号的信噪比。仿真表明,该方法不需要先验信息就能够在抑制干扰的同时进行盲波束形成,在OFDM信号来向上获得高增益的主瓣,进而提高输出信噪比;另外,所提的波束形成方法在输入信噪比较低的环境下依然能够形成稳定的波束,将主瓣对准信号来向。     

考虑天气与努力水平共同影响产量及质量的农产品供应链协调

针对在农产品生产过程中不可控天气与可控的生产商努力水平同时影响产量及质量的问题, 建立了考虑天气与努力水平影响的农产品供应链随机利润模型, 分析了不利天气对生产商与销售商最优决策的影响, 比较分析了集中式与分散式决策下的最优决策, 进而设计了一种与天气指数相关的"风险分担+回购"的组合式契约. 研究表明: 不利天气降低了生产商的努力水平, 而不利天气对销售商所决策零售价格的影响是由不利天气对产量及质量影响的综合效应来确定的. 此外, 分散式决策下扭曲了努力水平与零售价格并降低了系统利润. 但在所设计的组合式契约下不利天气的影响不会改变农产品供应链的协调状态, 这在一定程度上可保障优质农产品的稳定供应. 最后用数值仿真验证了协调机制的有效性.     

基于小波变换的Power-Law水声瞬态信号检测研究

水声瞬态信号检测是水声对抗领域的一项关键技术.在分析了传统的Power-Law检测器的基础上,针对水声瞬态信号的特点,提出了一种基于小波去噪的检测方法.该方法利用小波去噪理论抑制信号中的杂散成分,提高信噪比,然后利用Power-Law检测器进行检测.对三种典型水声瞬态信号的仿真结果表明该方法可以在低信噪比条件下有效分辨信号和噪声,检测效果优于传统的Power-Law检测方法.     

抗干扰扩频接收机中的ADC设计

模数转换器（analog-to-digital converter, ADC）量化引入的信噪比(signal-to-noise ratio, SNR)损失是影响数字接收机性能的一个重要因素。根据ADC误差产生的机理,得到了关于量化位数和幅度因子（ADC最大量化电平与ADC输入电平的比值）的噪声表达式,求出了不同量化位数下的最佳幅度因子。针对存在干扰的情况,得出了ADC输出SNR关于输入SNR、量化位数和干信比的计算公式。计算结果表明,当要求输出SNR为-15 dB时,要实现30 dB、40 dB、50 dB和60 dB的抗干扰能力（量化损失小于1 dB）所需要的最小量化位数分别为5位、7位、9位和10位。     

自动目标识别系统的有效性评价方法

针对自动目标识别（automatic target recognition, ATR）评估中存在“性能－代价”在扩展工作条件中相互制约的情况,提出了一种新的ATR有效性评价方法。该方法从评估系统效率角度出发,提出并定义了ATR有效性,使得评估实践中无需对ATR系统的性能或代价进行严格限定。基于数据包络分析(data envelopment analysis, DEA)方法并结合ATR评估问题的实际特点,讨论了带有AHP约束锥的C2GS2模型用于ATR有效性评估的合理性及若干细节问题。最后,通过一个应用实例说明如何运用该评价方法解决实际的ATR评估问题。