舰船红外成像目标实时识别与跟踪系统研究

同时考虑硬件设计、算法研究、软件实现三个方面,成功高效地设计了一个舰船红外成像目标实时识别与跟踪系统。硬件上采用主从式结构,主机为控制计算机,从机为TMS320C6201芯片及其外围电路构成的图像处理系统。算法研究尽量实用化,提出了一种新的目标识别和跟踪算法。软件实现时,基于硬件和软件采取了许多优化措施。该系统已成功应用于光电干扰效果评定实验中。     

基于unscented粒子滤波的红外弱小目标跟踪

为有效解决非线性环境中的红外弱小目标跟踪问题,提出基于unscented粒子滤波的目标跟踪算法。状态转移先验概率中未考虑当前测量对状态估计的作用,为克服传统粒子滤波算法采用状态转移先验概率作为粒子滤波建议分布的缺点,采用UKF生成粒子滤波的建议分布(UPF),并从中抽样粒子。由于考虑到当前观测值在状态后验估计中产生的影响,改善了目标状态估计的性能,且实验所需粒子数目大大少于传统粒子滤波算法所需粒子数目。用实际红外图像对所提算法做了仿真实验,结果表明,用该方法得到的状态估计结果优于用传统粒子滤波算法和用扩展卡尔曼滤波作为建议分布的粒子滤波算法获得的结果。     

从因AGC受损的红外图像中计算点源能量比

通过分析光学系统的特性,利用点扩展函数,提出了用图像斑点的几何尺寸推算红外点源辐射强度比的方法。通过本方法对多帧因自动增益控制和成像设备饱和而受损的红外图像分析表明,红外辐射强度比的计算值和理论值是吻合的,证明了该方法的有效性。     

红外图像目标分割方法研究

针对红外图像目标准确分割的难题 ,提出了一种有效的目标分割方法。该方法所遵循的基本准则是 ,使区域内部所考虑的特征或属性相同或相似 ,而这些特征或属性在不同区域中则是不同的或存在差异的。依据这个准则运用最大距离法和自动增强图像分割门限的方法实现了红外图像中目标的准确分割 ,并且通过实验验证了本方法的有效性。     

基于UKF-IMM的双红外机动目标跟踪算法

为了有效解决红外机动目标跟踪精度问题,提出基于UKF的交互式多模型IMM红外机动目标跟踪算法.该方法采用Markov过程描述多个目标模型间的切换,同时导出滤波器输入输出均加权的交互式算法.滤波器采用UKF,避免计算扩展卡尔曼滤波EKF所需的Jacobi矩阵,适用于非线性、非高斯的目标系统模型和观测模型,同时UKF可供多个模型共用,便于软、硬件实现.最后,用双红外探测器对S型机动目标进行仿真实验,给出应用该方法的具体步骤,验证了IMM-UKF的稳定性、有效性和精确性.     

基于截断正态概率模型的改进目标跟踪算法

在应用NIFPAT算法对机动目标跟踪时存在计算量大和要求网络训练两个弱点。分析了截断正态概率模型和NIFPAT算法后 ,把截断正态概率模型与NIFPAT算法思想相结合 ,提出了基于截断正态概率模型的改进目标跟踪算法。该算法根据目标机动情况自动调整系统方差 ,在附加较小计算量的情况下 ,能取得较好的跟踪效果。仿真实验表明 ,该算法能有效地提高对机动目标的跟踪精度。     

基于多域网络的红外目标跟踪算法

随着红外探测器性能的不断提升, 红外目标跟踪在智能安防等领域的应用越来越广泛。然而红外图像分辨率较低, 依赖其进行目标跟踪仍然是一个制约相关应用发展的难题。针对红外图像分辨率低的特点, 以多域网络为模型算法框架, 结合目标运动过程中的尺寸变化特点, 提出了一种基于多域网络的红外目标跟踪算法。为了评估算法性能, 分别在VOT-TIR2016数据库和AMCOM红外数据上进行了实验。实验结果表明, 目标尺度预测机制能够显著提高算法的跟踪精度。     

任意指定图像目标的实时检测与跟踪

根据实际设计了一种军用数字电视跟踪器 ,对其中的关键技术———任意指定图像目标的检测和跟踪作了介绍 ,讨论了其数学模型 ,针对不同的实际场景提出了不同的算法 ,即基于灰度域图像分割的跟踪算法和基于特征图像匹配的跟踪算法 ,并结合实际设计讨论了硬件实现的关键技术 ,最后给出了实际的跟踪效果。实际实验结果表明 ,该模型和跟踪算法可以有效地跟踪实际战场环境下的各种目标。     

基于雷达/红外神经网络融合目标跟踪算法

提出—种基于雷达/红外传感器神经网络融合的机动目标跟踪算法，利用神经网络的非线性逼近能力，将神经网络与卡尔曼滤波器相结合构成一个非线性估计器，该算法可以对来自红外成像传感器的补充信息加以充分利用，进行机动检测，把计算负荷转移到神经网络，在改善跟踪性能的同时又保持跟踪滤波的计算结构尽可能简单。仿真结果表明所提出的跟踪滤波算法在跟踪应用上优于—般的非线性估计算法，它最明显的优点就是减少了数字计算上的复杂性，提高了跟踪算法的快速性。     

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。     

非线性预测滤波器在机动目标跟踪中的应用

提出了一种直接根据新息的机动目标跟踪非线性预测跟踪滤波算法。该算法不需要假定目标的机动加速度模型 ,而是将目标的机动加速度作为滤波结果的一部分直接估计出来。对不同机动目标的仿真结果表明 ,所提出的预测滤波算法具有优良的估计性能     

运动参数受限的目标跟踪算法研究

提出一种运动参数受限的目标跟踪算法,对于速度受限目标采用平滑修正滤波跟踪算法,首先使用Kalman滤波得到当前时刻的滤波值,找到平滑精度最高点,根据速度限制条件,对滤波结果进行修正。为了保证滤波的无偏有效性,修正计算得到的结果不参与后续滤波处理。通过理论分析和仿真表明,速度受限跟踪算法在观测误差相对较大以及滤波起始阶段可以使滤波跟踪效果获得较大的改善。     

基于神经网络数据融合的目标跟踪简化算法

分析了基于神经网络数据融合的目标跟踪算法 ,指出了传统的融合算法计算量大 ,神经网络目标向量不易选取等缺点 ,并提出了一种简化的算法。应用理论分析和蒙特卡洛仿真方法 ,对标准卡尔曼滤波算法和简化的滤波算法进行了比较 ,并给出了均方根误差的统计值。该简化算法原理简单 ,数据处理量小 ,速度快 ,误差小 ,特别适用于多传感器的处理 ,将融合结果反馈给单传感器 ,可提高各单传感器的跟踪精度     

基于神经网络数据融合的目标跟踪简化算法

分析了基于神经网络数据融合的目标跟踪的算法 ,指出了传统的融合算法计算量大 ,神经网络目标向量不易选取等缺点。提出了一种简化的算法。应用理论分析和蒙特卡洛仿真方法 ,对标准卡尔曼滤波算法和简化的滤波算法进行比较 ,并给出了均方根误差的统计值。该简化算法原理简单 ,数据处理量小 ,速度快 ,误差小 ,特别适用于多传感器的处理 ,将融合结果反馈给单传感器 ,可提高各单传感器的跟踪精度。     

基于双探测器点迹融合的机载多目标跟踪系统

多目标跟踪是多目标攻击的重要前提条件。基于数据融合技术的多目标跟踪处理分为两级 :前级为点迹融合级 ,用极大似然法设计了机载火控雷达和红外探测器的点迹融合算法。后级为融合跟踪级 ,其跟踪波门大小可调。针对近飞目标和交叉飞行目标的情况 ,点迹与航迹的关联采用了分块处理技术 ,并融合了目标的速度信息。给出了基于多探测器点迹融合的机载多目标跟踪系统的结构模型———ATSOMTA模型 ,并分析了系统的工作机制。仿真研究的结果表明了该模型的应用价值。     

基于Gabor小波和神经网络的红外图像识别算法

首先对原始红外图像进行适当的预处理 ,然后用由小波Gabor滤波器的线性组合所构成的复合滤波器提取红外图像的特征 ,并且用神经网络获取最佳复合滤波器参数从而得到最佳的目标特征矢量。用两类方向相反 (左向和右向 )的低对比度红外坦克图像进行计算机仿真实验 ,取得了较好的识别结果。     

最优分布变换与微弱点状动目标检测技术

研究了微弱点状动目标序列图像观测模型、目标检测模型和最优分布以及最优分布变换。提出了一种基于准优分布变换的微弱点状动目标检测技术。经过变换 ,未知统计分布变为准高斯分布 ,提高了信噪比 ,改造了分布形状 ,获得了有利分布。并将时空三维搜索简化为沿时间轴投影与二维空域搜索 ,实现了一种快速算法。PC仿真结果与国内外相应文献比较 ,在信噪比、检测概率与虚警概率方面具有更好的性能 ,且算法的实时性好。给出了该算法性能的理论分析和实验仿真结果     

基于最小二乘滤波起始的机动目标被动跟踪方法

针对仅有量测角的机动目标跟踪给出了基于最小二乘法的滤波器起始方法。该方法减少了伪量测估计方法的估计偏差,同时克服了基于最大似然估计算法计算复杂和容易陷入局部极值点的不足。该起始算法与交互式多模型(IMM)算法相结合实现了对机动目标的被动跟踪。计算机仿真验证了该方法的有效性。