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基于可逆跳跃马尔可夫链蒙特卡罗方法的空间邻近目标红外像平面分辨

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光学学报 2011年第5期31卷 96-103页

作者：林两魁徐晖许丹安玮国防科学技术大学电子科学与工程学院中国人民解放军94810部队

空间邻近目标在红外像平面的成像相互交叠,形成簇状像斑,为实现对各目标的有效跟踪与识别,必须对其进行分辨。提出了基于可逆跳跃马尔可夫链蒙特卡罗(RJMCMC)的空间邻近目标红外像平面分辨方法。在对多点源目标的红外像平面成像建模基础... 详细信息

空间邻近目标在红外像平面的成像相互交叠,形成簇状像斑,为实现对各目标的有效跟踪与识别,必须对其进行分辨。提出了基于可逆跳跃马尔可夫链蒙特卡罗(RJMCMC)的空间邻近目标红外像平面分辨方法。在对多点源目标的红外像平面成像建模基础上,建立了基于贝叶斯推理的空间邻近目标红外像平面分辨框架,以可逆跳跃马尔可夫链蒙特卡罗方法实现了待估参数后验分布的计算,联合检测和估计出目标个数、各目标像平面投影位置和辐射强度参数。以中段弹道空间邻近目标的天基红外监视为例进行了仿真分析,结果表明,该方法能有效地分辨空间邻近目标中的目标个数和各目标投影位置和辐射强度。

关键词：信号处理红外分辨可逆跳跃马尔可夫链蒙特卡罗空间邻近目标

一种红外多传感器对中段弹道空间邻近目标的联合超分辨弹道估计方法

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航空学报 2010年第7期31卷 1466-1474页

作者：林两魁安玮徐晖国防科学技术大学电子科学与工程学院中国人民解放军94810部队

分析红外焦平面(IRFRA)对中段弹道空间邻近目标(CSO)的成像特点,指出星载红外传感器为实现对空间邻近目标的跟踪必须对其进行超分辨。提出了一种中段弹道空间邻近目标联合超分辨与弹道估计新方法。该方法结合红外焦平面成像模型和中段... 详细信息

分析红外焦平面(IRFRA)对中段弹道空间邻近目标(CSO)的成像特点,指出星载红外传感器为实现对空间邻近目标的跟踪必须对其进行超分辨。提出了一种中段弹道空间邻近目标联合超分辨与弹道估计新方法。该方法结合红外焦平面成像模型和中段弹道动力学模型,使得能够同时利用红外多传感器的多帧信息,基于最小二乘准则建立联合超分辨弹道估计目标函数,并分析选择各目标的起始状态参数作为模型参数。针对目标函数的高维非线性特点,推导最小化意义下等价的降维目标函数,采用量子粒子群优化算法最优化该降维目标函数直接求解模型参数,进而计算出各目标的弹道和辐射强度,实现中段弹道空间邻近目标的联合超分辨与弹道估计。仿真结果验证了该方法的有效性,且相比于传统的先单传感器单帧超分辨、然后多传感器多帧测角数据关联与滤波方法,新方法在避免数据关联复杂问题的同时,其弹道估计精度更高、分辨能力更强。

关键词：空间邻近目标超分辨弹道估计粒子群优化红外多传感器中段弹道

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中段弹道目标群的红外成像仿真研究

红外与毫米波学报 2009年第3期28卷 218-223页

作者：林两魁谢恺徐晖安玮国防科技大学电子科学与工程学院湖南长沙410073 94810部队江苏南京210007 炮兵学院军用光电工程教研室安徽合肥230031

建立中段弹道目标的简化辐射模型和基于点扩散与拖尾的红外焦平面模型,结合目标群中各目标的运动位置和空间目标投射到二维焦平面位置坐标的计算,仿真天基低轨红外传感器对中段弹道目标群的成像.分析仿真结果,发现中段弹道目标群的存在... 详细信息

建立中段弹道目标的简化辐射模型和基于点扩散与拖尾的红外焦平面模型,结合目标群中各目标的运动位置和空间目标投射到二维焦平面位置坐标的计算,仿真天基低轨红外传感器对中段弹道目标群的成像.分析仿真结果,发现中段弹道目标群的存在对天基红外传感器的目标探测与跟踪提出了新的要求,并给出一些解决途径.

关键词：中段弹道目标群探测超分辨跟踪

基于粒子群优化的空间邻近目标红外超分辨算法

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光学学报 2010年第6期30卷 1645-1650页

作者：林两魁徐晖安玮谢恺龙云利国防科学技术大学电子科学与工程学院湖南长沙410073 94810部队江苏南京210007 炮兵学院军用光电工程教研室安徽合肥230031

空间邻近目标的存在对红外传感器的信号处理提出了超分辨的新要求。通过对红外焦平面的目标成像进行建模,推导了基于最小二乘准则的超分辨目标函数,针对传统最优化方法,对起始估计位置要求高、对高维目标函数计算复杂的缺点,引入粒子群... 详细信息

空间邻近目标的存在对红外传感器的信号处理提出了超分辨的新要求。通过对红外焦平面的目标成像进行建模,推导了基于最小二乘准则的超分辨目标函数,针对传统最优化方法,对起始估计位置要求高、对高维目标函数计算复杂的缺点,引入粒子群优化算法,优化超分辨目标函数,联合估计出目标在红外焦平面的投影位置和辐射强度,实现对空间邻近目标的红外超分辨。结果表明,在模型最小二乘准则下,基于粒子群优化的超分辨算法性能优于传统的最陡下降法,具备更强的超分辨能力。

关键词：信号处理红外超分辨粒子群优化空间邻近目标最小二乘

基于深度卷积神经网络的红外过采样扫描图像点目标检测方法

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红外与毫米波学报 2018年第2期37卷 219-226页

作者：林两魁王少游唐忠兴上海卫星工程研究所上海201109

针对红外过采样扫描成像特点,提出一种基于深度卷积神经网络的红外点目标检测方法.首先,设计回归型深度卷积神经网络以抑制扫描图像杂波背景,该网络不含池化层,输出的背景抑制图像尺寸与输入图像一致;其次,对抑制后的图像进行门限检测,... 详细信息

针对红外过采样扫描成像特点,提出一种基于深度卷积神经网络的红外点目标检测方法.首先,设计回归型深度卷积神经网络以抑制扫描图像杂波背景,该网络不含池化层,输出的背景抑制图像尺寸与输入图像一致;其次,对抑制后的图像进行门限检测,提取候选目标小区域原始数据;最后,将候选目标区域数据依次输入分类型深度卷积神经网络以进一步判别目标、剔除虚警.生成大量过采样训练数据有效训练两个深度网络.结果表明,在不同杂波背景下,该方法在目标信杂比增益、检测概率、虚警概率和运算时间等方面,均优于典型红外小目标检测方法,适用于红外过采样扫描系统的点目标检测.

关键词：模式识别与智能系统点目标检测卷积神经网络红外过采样扫描深度学习

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时空谱点源目标自适应滤波检测算法

计算机学报 2008年第1期31卷 161-169页

作者：胡静张天序林两魁华中科技大学图像信息处理与智能控制教育部重点实验室武汉430074 华中科技大学图像识别与人工智能研究所武汉430074 国防科技大学电子科学与工程学院长沙410073

针对复杂背景下的点源弱目标检测问题,根据Wiener—Hopf方程在自适应滤波算法中的应用原理,提出了一种新的利用时间/空间/谱段的多维信息融合自适应滤波算法(ASTSfilter).该方法的研究主要有3个步骤:首先研究时域、空域突出和多谱段融... 详细信息

针对复杂背景下的点源弱目标检测问题,根据Wiener—Hopf方程在自适应滤波算法中的应用原理,提出了一种新的利用时间/空间/谱段的多维信息融合自适应滤波算法(ASTSfilter).该方法的研究主要有3个步骤:首先研究时域、空域突出和多谱段融合的性质,然后构造出针对运动弱点目标的滤波模板,最后将自适应RLS滤波器应用于有缓动背景下的多谱红外图像检测中.由于普通的RLS滤波器应用于图像处理采用的是像素点信息作为输入参数,其造成矩阵运算计算量过大、处理时间长等缺点,而将点目标进行空间、时间、谱段特征提取后的信息作为输入参数,不仅避免了大型矩阵的运算,还可获得更高的信杂比增益.通过大量实验数据,证明本算法具有优良的滤波性能,同时突破了点目标运动的轨迹限制.与其它算法的效果和计算量进行比较,证明文中算法更为快捷、有效和灵活.

关键词：多维信息融合多维自适应滤波递归最小二乘法(RLS) 点源目标检测时间/空间/谱段的多维信息融合自适应滤波算法(ASTS filter)

红外扫描过采样系统点目标检测性能分析与仿真

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光学学报 2016年第5期36卷 265-271页

作者：林两魁王少游王铁兵上海卫星工程研究所上海201109 国防科学技术大学电子科学与工程学院湖南长沙410073

过采样是为提高遥感扫描图像分辨率而提出的一种新的成像体制,为将其应用于红外搜索与跟踪系统,需研究过采样对系统点目标检测性能的影响.从扫描成像原理角度对比分析常规采样和过采样的特点;基于高分辨率图像退化方式给出扫描图像仿真... 详细信息

过采样是为提高遥感扫描图像分辨率而提出的一种新的成像体制,为将其应用于红外搜索与跟踪系统,需研究过采样对系统点目标检测性能的影响.从扫描成像原理角度对比分析常规采样和过采样的特点;基于高分辨率图像退化方式给出扫描图像仿真方法;通过仿真扫描图像进行单帧目标检测处理,对比分析两种采样体制下的系统点目标检测性能.结果表明,在相同条件下,过采样系统点目标检测性能优于常规采样;常规采样扫描图像中目标一般呈现1×1点状,而过采样扫描图像中目标呈现斑点状,利用该特性可进一步提升过采样系统目标检测性能.

关键词：遥感图像处理过采样红外扫描图像仿真点目标检测

基于约束序贯M估计的时空域融合红外杂波抑制

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航空学报 2011年第8期32卷 1531-1541页

作者：龙云利徐晖安玮林两魁国防科学技术大学电子科学与工程学院中国人民解放军75122部队

针对红外弱小目标检测中的强背景杂波干扰抑制问题进行研究,提出了一种基于参数约束序贯M估计的时空域融合自适应杂波抑制算法。该算法首先在分析序列图像帧间失配的基础上建立了一种改进的时空域融合背景预测模型,结合二维离散傅里叶... 详细信息

针对红外弱小目标检测中的强背景杂波干扰抑制问题进行研究,提出了一种基于参数约束序贯M估计的时空域融合自适应杂波抑制算法。该算法首先在分析序列图像帧间失配的基础上建立了一种改进的时空域融合背景预测模型,结合二维离散傅里叶快速变换图像配准和双线性插值方法进行灰度值估计;然后,基于约束序贯M估计方法进行模型参数的自适应估计,利用双阈值方法提取参数估计样本,并引入遗忘因子和控制因子提高算法的稳健性。仿真实验表明:所提算法不仅能够在一般的杂波干扰环境下实现背景的滤除,而且能够在强杂波干扰环境下较好地实现背景的抑制与目标信号的保持;相对现有算法具有较明显的性能优势和更强的环境适应能力。

关键词：红外杂波抑制目标检测序贯M估计时空域融合图像配准

基于随机有限集的中段弹道目标群星载红外像平面跟踪方法

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红外与毫米波学报 2010年第6期29卷 465-470页

作者：林两魁许丹盛卫东安玮徐晖国防科学技术大学电子科学与工程学院 94810部队

弹道目标进入中段飞行时释放弹头及大量诱饵形成密集目标群,对星载红外像平面的目标跟踪提出新的挑战.针对像平面对目标群各目标分辨个数的时变性,及各目标像平面轨迹非线性程度强的特点,提出基于随机有限集的目标群像平面跟踪方法.随... 详细信息

弹道目标进入中段飞行时释放弹头及大量诱饵形成密集目标群,对星载红外像平面的目标跟踪提出新的挑战.针对像平面对目标群各目标分辨个数的时变性,及各目标像平面轨迹非线性程度强的特点,提出基于随机有限集的目标群像平面跟踪方法.随机有限集为最优贝叶斯多目标跟踪提供统一的理论基础,但直接递推多目标后验分布计算量大,概率假设密度为多目标后验概率分布的一阶矩,在随机有限集框架下递推概率假设密度为现实可行的次优多目标跟踪方法.采用序贯蒙特卡罗方法实现多目标概率假设密度递推跟踪滤波,计算所有粒子权值之和估计目标数目,以k-m eans方法对粒子集进行聚类提取各目标的状态;最后构建天基光学星座对中段弹道目标群的跟踪仿真场景,在不同交接跟踪任务、虚警率和目标个数条件下进行对比分析和仿真验证.结果表明,该方法能同时跟踪星载红外像平面上动态变化目标群各目标的状态和数目.

关键词：概率假设密度红外像平面目标群跟踪中段弹道