《星載紅外多光譜運動目標探測雜波抑制方法研究》是依託西安電子科技大學，由秦翰林擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：星載紅外多光譜運動目標探測雜波抑制方法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：秦翰林
- 依託單位：西安電子科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
對於複雜環境下星載平台探測中，紅外成像系統輸出的是淹沒在背景雜波中的目標圖像，其對比度和信雜比都很低，且目標小而缺乏形狀和紋理信息，以致很難探測。這是一個亟待解決的高難課題，為突破這一技術難題，本項目利用目標與背景雜波多光譜（如紅外中波、長波）特徵之差異，以紅外多光譜成像探測系統獲取的圖像序列為研究對象，採用幾何多分辨分析理論進行雜波抑制和目標增強方法的研究，將空間域處理擴展為光譜域不同幾何解析度子帶上操作的方法，並在不同子帶Patch片上採用拓撲微分方法檢測和量化由場景輪廓引起的虛假目標，然後藉助圖切方法進行多光譜和子帶域信息融合處理，便可有效地抑制背景雜波，增強弱小目標信號。本項目成果可為提高星載紅外成像系統的探測識別弱小目標的性能提供一條新的有效技術途徑，並可推廣到其他波譜段（如高光譜、毫米波、SAR等）的遠距離探測技術中。
結題摘要
對於複雜環境下星載平台探測中，紅外成像系統輸出的是淹沒在背景雜波中的目標圖像，其對比度和信雜比都很低，且目標小而缺乏形狀和紋理信息，以致很難探測。這是一個亟待解決的高難課題，為突破這一技術難題，本項目利用目標與背景雜波多光譜（如紅外中波、長波）特徵之差異，以紅外多光譜成像探測系統獲取的圖像序列為研究對象，在不同譜段Patch片上採用拓撲微分方法檢測和量化由場景輪廓引起的虛假目標，並採用幾何多分辨分析理論進行雜波抑制和目標增強方法的研究，然後藉助圖切方法進行多光譜和子帶域信息融合處理，便可有效地抑制背景雜波，增強弱小目標信號。主要完成的研究工作為：（1）建立了典型目標和背景雜波多光譜成像模型。（2）分析了雜波虛警產生機理，並對其進行了量化表達。（3）設計了基於多光譜特徵融合和幾何多分辨分析理論的背景雜波抑制方法。項目通過研究得到的結論：（1）通過分析目標與雜波的光譜輻射特性可知，目標與背景相關性不強，紅外目標往往是局部亮度最高的像素點，與背景有著明顯的梯度值，且紅外小目標在紅外圖像上具有高斯分布特點，而背景呈連續分布，為非平穩的Markov過程。（2）通過基於patch的拓撲微分方法對所估計背景圖像的平滑程度進行約束，實現對不同譜段圖像的強邊緣進行有效抑制。（3）通過基於圖論最佳化的多光譜特徵融合方法對多譜段、幾何多尺度圖像進行有效融合，改善背景抑制效果的同時增強目標圖像。（4）使用大量低信噪比真實紅外圖像序列對所提方法進行了測試，提出了最佳化的算法框架及參數。
