複雜地面背景下低可探測運動目標紅外感知技術

《複雜地面背景下低可探測運動目標紅外感知技術》是依託西安電子科技大學，由周慧鑫擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：複雜地面背景下低可探測運動目標紅外感知技術
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：周慧鑫
• 依託單位：西安電子科技大學

中文摘要

如何在複雜地面背景下實現低可探測紅外動目標的感知是當前的一項熱點研究內容，具有很高的理論和實際套用價值。針對紅外成像高靈敏探測的套用，本項目從複雜地面背景和弱小目標成像特性分析入手，首先擬採用多尺度幾何分析來對它們在多尺度各項異性、稀疏特性和時頻特性等方面的差異分析；而後擬結合“特徵性”和“相對性”並採用多尺度表征來建立背景“複雜度”的評估體系。在此基礎上，引入變分法建立複雜地面背景抑制算法模型，並通過計算機仿真來完成算法模型的驗證與分析研究。為後續的複雜地面背景下的低可探測運動目標感知技術的研究提供理論基礎與技術支撐，並為有效地提高紅外成像高靈敏探測的探測能力、抗干擾能力以及環境適應能力提供一條有效技術途徑。

結題摘要

本項目針對紅外成像高靈敏度探測等系統的套用，以紅外弱小目標成像序列為研究對象，針對其中的複雜地面背景干擾問題，引入多尺度幾何分析理論和方法，對複雜地面背景與目標成像特性的差異性進行了深入的分析研究，並在此基礎上，初步研究了一種基於多尺度幾何分析和變分的複雜地面背景抑制算法模型，為後續的算法解算和目標感知奠定基礎。 首先對地面自然背景下弱小目標和背景的紅外成像特性進行了分析，從圖像的信息容量、灰度級空間分布、目標對象邊緣比率等方面，並結合弱小目標背景干擾因子，建立背景複雜度評估模型，以實現對背景複雜度的有效評估。實驗結果驗證了該評估模型可更好地描述檢測識別弱小目標難易程度的信息。 其次，提出了一種基於變分多尺度分析的複雜地面背景抑制算法模型。該算法首先採用曲面波變換對圖像實施多尺度、多方向分解，提取圖像多尺度和多方向細節特徵；然後根據目標信號和背景及噪聲在不同尺度上的差異，基於變分偏微分方程理論方法對分解後方向子塊進行處理，以實現有效的背景抑制，為後續目標高精度檢測奠定基礎。仿真實驗驗證了該方法可獲得良好的背景抑制效果，並對不同類型的複雜地面背景具有自適應性。 本項目的研究成果為後續的紅外成像高靈敏目標感知與探測提供了一條有效技術途徑，具有重要的研究意義和套用前景。