基于二维能量检测的舰船SAR图像阈值分割

鉴于传统阈值分割算法过于依赖背景杂波分布模型,以及在抗噪性、鲁棒性等方面的不足,文章通过改进传统能量检测算法的局部信杂比模型,提出了基于 λ检测的算法,解决了阈值不能自适应选择的问题。并针对图像存在大量相干斑及拖影时,算法处理能力不足的问题,考虑邻域像素均值 μ 将其拓展到二维,提出了基于二维能量检测的阈值分割法。最后,通过引入域内一致性、域间差异性和形状复杂度3个指标,与目前流行的最大熵阈值法以及改进的二维最大类间差法做对比实验,结果证明了本文算法简单有效。     

基于小区域滤波的快速星图弱小目标分割算法

时间序列帧星空图像中弱小目标的检测是天基监视地球同步轨道卫星需要解决的关键技术之一,星图中的背景杂波抑制与小目标分割对运动目标的检测与精确测量是至关重要的。针对这一问题,提出了一种基于小区域滤波的快速星图弱小目标分割算法。首先采用最小二乘拟合方法得到高斯背景均值和标准差;然后利用小区域滤波抑制背景杂波;最后利用固定阈值滤除灰度过小像素点。实验结果表明,该算法能够较好地保持恒星和运动目标的边缘,为恒星和运动目标的快速定位奠定了基础。     

基于等周理论的自动多级阈值分割方法

提出了一种基于等周理论的多级阈值分割方法.此方法将等周理论中的等周率作为选取阈值的准则,利用确定聚类数目的方法来自适应地决定阈值的个数.新方法的时间复杂度与阈值个数无关,避免了传统多级阈值分割方法由于穷尽搜索而引起的缺陷,即随着阈值个数的增加算法时间复杂度呈指数增长和分割性能不稳定.一系列图像上的仿真结果表明,与现有的几种经典的多级阈值分割方法比较,本方法分割图像的效果更好.     

基于Top-hat变换的PM模型弱小目标检测

为了实现红外复杂背景下弱点目标的有效检测,提出了形态学Top-hat变换和改进的非线性扩散(以Perona-Malik (PM)的研究为基础)模型相结合的滤波算法,用于增强红外弱小目标信号、抑制复杂背景和噪声。该方法首先利用形态学滤波中的Top-hat算子对图像进行目标增强,然后对形态学滤波后的图像采用改进的PM滤波器进行进一步滤波达到抑制背景突出目标的目的,最终通过阈值分割实现弱小目标的检测。对比实验结果表明,该算法能够在低信噪比(signal-to-noise ratio, SNR)下实现红外弱小目标图像的背景及边缘有效抑制、使图像的信噪比提高20%,检测能力在原有算法上提高了40%。     

一种基于Weibull分布的SAR图像分割方法

分析了合成孔径雷达(SAR)图像的统计分布特性,推导了SAR目标及阴影的分割阈值与虚警概率之间的关系,给出了一种基于Weibull分布的SAR图像目标及目标阴影的分割方法,首先根据推导出的分割阈值公式对SAR目标图像及阴影图像进行粗分割,然后利用形态学滤波和计数滤波器进行细分割。基于MSTARSAR实测数据进行的大量实验表明,该方法是有效的,优于传统的双参数恒虚警分割方法。     

基于幂次变换的SAR图像Otsu分割法

通过分析合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)目标切片图像的散射特性,提出一种适用于SAR目标识别的目标切片图像分割算法。算法首先对SAR图像做相干斑滤波,通过邻域平滑处理,提高背景区域和目标区域像素幅值一致性。然后自适应地选取变换幂次,对滤波后的SAR图像做幂次变换,以进一步增强目标区域像素幅值一致性。最后直接利用一维Otsu法对变换后的图像进行分割处理。实验表明,该算法对不同散射特性的目标切片图像都能够实现较为准确的分割,且计算复杂度小,利于工程应用。     

基于弹药库视频监控的背景提取及阈值获取

武器弹药库安全的重要性不言而喻,历来是部队保卫工作的重点。在军队弹药库视频监控系统中,基于实时场景图像的分割在监控系统中是一个重要环节,因为图像分割使得目标分离、特征提取和参数测量以及对原始图像进行更高层次的分析和语意理解成为可能。作者根据实际情况提出了一个新的获取背景图像的方法和图像分割中阈值的获取算法,对一般迭代法提出改进,并引入一个平滑系数,使分割阈值在原来的水平上得到提高,有效地避免当前帧分割阈值的突变。该算法的鲁棒性好,易于操作,效果明显。     

基于二维直方图和粒子群优化的边缘检测

针对基于二维直方图的分割方法存在计算耗时的缺点,将群体智能中的粒子群优化算法应用到图像分割中,提出了一种新的边缘检测算法。新方法在定义的二维灰度空间中,利用粒子群优化算法自适应搜索最优解,并以此作为边缘检测算子的门限,阈值变换后便可得到表示原图像主要特征的分割结果。通过对水下图像处理的实验证明,该算法对简单背景的图像分割是有效的,和传统检测方法相比,具有更好的抗噪性能。     

灰度图像的模糊Renyi熵多级阈值分割方法

为克服Renyi熵阈值化方法在处理图像固有模糊特性上的不足,基于模糊集理论,提出一种有效的图像多级阈值化方法。把图像转换到模糊域,定义分割区域的模糊Renyi熵,然后应用最大熵原理对图像实施阈值分割。另外,在方法实现中采用差分演化算法搜索最佳阈值,以提高计算效率。在合成及真实图像上的实验结果表明了提出方法的有效性,同时,运用差分演化算法使方法满足图像分割时间性能需求。     

基于积分图像的快速ACCA-CFAR SAR图像目标检测算法

提出一种新的基于自动索引的单元平均恒虚警概率目标检测算法。首先采用具有较强模型兼容性的G0分布对杂波统计特性进行建模;通过基于G0分布的全局阈值预分割算法生成目标索引矩阵,以去除干扰目标像素,提高恒虚警概率算子对复杂场景的适用性;采用一种基于积分图像的快速策略,大大降低了算法的运行时间,使得算法的计算时间复杂度与滑动窗口的尺寸无关;最后,通过计数滤波和形态学处理得到精确的目标检测结果。所提算法既具有自适应性,又比现有同类算法的运算速度大大提高,通过TerraSAR-X图像实验结果证明了该方法的有效性和工程实用价值。     

海上动态目标潜在区域博弈预测及搜索方法

针对遥感卫星对海上动态目标搜索定位的应用需求, 提出海上动态目标潜在区域博弈预测及搜索方法。通过非对称信息假设将动态博弈转化为静态博弈, 简化策略函数以提高算法效率。以收益为指标设计博弈策略, 使算法更贴近实际应用, 并将目标潜在区域预测算法和卫星搜索规划算法转化为纳什均衡下的最优策略求解问题。引入目的地信息, 将目标位置预测的时间跨度从数小时增加到数天。实验结果显示, 该搜索方法在保证了较高目标捕获率的同时, 降低了遥感卫星星座的资源消耗。该搜索方法在海上动态目标搜索领域具有潜在应用价值。     

基于模糊层次分析法的卫星探测效能评估算法

以遥感卫星为例研究了卫星探测效能评估技术。首先建立基于实用化的卫星探测能力评估递阶层次结构,接着综合运用运动仿真、概率论、连续马尔科夫链和蒙特卡罗法等方法对卫星探测评估中的单项指标建立相应的算法模型,然后基于模糊层次分析法确定卫星探测舰船目标的各评价指标权重,最后通过一个应用实例验证该算法在方案选优中的优越性。     

Circular object recognition based on shape parameters

To recognize circular objects rapidly in satellite remote sensing imagery, an approach using their geometry properties is presented. The original image is segmented to be a binary one by one dimension maximum entropy threshold algorithm and the binary image is labeled with an algorithm based on recursion technique. Then, shape parameters of all labeled regions are calculated and those regions with shape parameters satisfying certain conditions are recognized as circular objects. The algorithm is described in detail, and comparison experiments with the randomized Hough transformation (RHT) are also provided. The experimental results on synthetic images and real images show that the proposed method has the merits of fast recognition rate, high recognition efficiency and the ability of anti-noise and anti-jamming. In addition, the method performs well when some circular objects are little deformed and partly misshapen.     

基于MSCMG的复合补偿控制提高图像配准方法

针对星上相机运动干扰影响遥感卫星图像配准精度控制难题,研究基于磁浮控制力矩陀螺(magnetically suspended control moment gyros, MSCMG)的复合补偿控制提高图像配准精度的方法。以基于MSCMG作为执行机构,采用姿态反馈补偿控制方法,避免复杂的控制系统前馈补偿及其自身干扰,姿态稳定精度达到5.8×10-5(°)/s。在此基础上,提出了MSCMG姿态补偿控制与相机运动补偿算法一体化的复合补偿控制方法。仿真结果表明:采用一体化复合补偿控制,跟踪相机步进角精度由补偿前的6 μrad提高到补偿后的0.36 μrad,提高了一个数量级以上;扫描角精度由补偿前的0.6 μrad提高到补偿后的0.45 μrad;显著提高了相机光轴指向的稳定性;研究结果可为甚高精度遥感卫星高精度图像配准设计提供参考。     

面向敏捷卫星任务规划的云层建模及处理方法

针对云层遮挡影响光学卫星成像质量的问题,以新一代敏捷卫星任务规划问题为背景,对云层信息进行建模,提出了一种云层遮挡时间窗口计算方法,通过引入预判和二分法推进计算环节来提高遮挡窗口的求解效率。根据任务约束条件建立了考虑云层信息的敏捷卫星任务规划模型,并利用蚁群算法进行寻优计算。具体设计了状态转移规则、任务安排规则和信息素更新规则。通过10个不同规模的情景案例进行仿真对比分析,仿真结果验证了云层模型和提出的处理方法在敏捷卫星任务规划问题上的有效性。     

基于贪婪随机自适应过程的多类型卫星联合任务规划技术

对地观测卫星任务规划问题需要考虑侧视、星上能量、数据容量和数据传输等多种约束,是一类复杂的组合优化问题,现有研究大多对问题进行了不同程度的简化。面向多种载荷类型卫星的联合任务规划问题,考虑上述多种约束,基于贪婪随机自适应搜索过程提出了一种新的混合算法对问题进行求解。实验结果表明,该混合算法在多星联合任务规划领域是可行有效的。     

基于纹理上下文的遥感图像目标识别

基于统计流形理论并结合形状上下文思想,提出了能够描述图像纹理目标的纹理上下文特征,进而实现对遥感图像纹理目标的识别。首先将图像的灰度概率密度函数看作统计流形上的点,用所得到的图像统计流形模型来描述图像的纹理上下文特征;然后使用Fisher信息距离来度量流形上点之间的相似度,并利用匈牙利算法来匹配纹理上下文特征;最后通过计算匹配距离来实现不同图像目标的相似性度量。实验表明,与经典的灰度共生矩阵、局部二值模式和统计流形算法相比,对于具有纹理特征的遥感图像,该方法具有更高的识别率且具有普适性和稳健性。     

基于蒙特卡罗模拟的直觉正态云多准则群决策方法

定义了直觉正态云模型,提出了基于直觉正态云的多准则群决策方法.该方法将不同决策者给出的不确定决策信息看作是直 觉正态云中部分云滴的集合,以此对云的参数加以估计.同时,为了比较决策者对不同方案的偏好,设计了直觉正态云发生算法,并 利用该算法通过蒙特卡罗模拟生成各方案综合表现云的云滴样本并进行统计,按统计结果来对各方案综合评价云进行排序.最后实 例说明了该方法的可行性和有效性.     

卫星单轨任务合成观测问题及其动态规划算法

一类遥感卫星的侧摆机动性能较差,必须考虑将某些任务合成观测以提高观测效率。研究了卫星在单个轨道圈次内,任务间的最优合成观测问题。建立了问题的约束优化模型,分析合成任务性质,基于合成任务间存在角度相关及时序特征,将问题按照卫星的最大侧摆次数划分为多个阶段,利用动态规划思想,得到了问题的最优解。测试算例验证了算法的有效性。     

基于SCMA和卷积编码的联合检测译码算法

随着卫星星座及卫星数量的不断增多, 卫星测控中海量用户多址问题亟待解决。稀疏码分多址接入(sparse code multiple access, SCMA)技术能在有限信道资源上承载更多用户, 有望解决大规模卫星的多址测控问题。针对传统的SCMA译码方式——消息传递算法(massage passing algorithm, MPA)译码性能不理想的问题, 提出基于SCMA和卷积编码的联合检测译码(joint detection and decoding, JDD)算法, 进行多轮对数似然信息的更新以及多卫星数据交叉提供概率域的迭代, 以提高系统译码性能。分析和仿真结果表明, 采用基于SCMA和卷积编码的JDD算法可有效提高天基测控系统用户容量, 并保证在算法复杂度适中的情况下有效提高系统误比特性能。