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舰船目标红外图像预处理

红外技术 2003年第3期25卷 9-12页

作者：刘延武何友金陆斌任建存海军航空工程学院自动控制系山东烟台264001

对海上舰船目标红外图像 ,采取了邻域平均和伪中值滤波的方法进行预处理仿真研究 ,从实验结果得出了海上舰船目标红外图像进行平滑处理时 ,选用伪中值滤波法比较有效。

关键词：舰船目标红外图像预处理邻域平均伪中值滤波

基于红外偏振成像的舰船目标识别及其系统实现

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基于红外偏振成像的舰船目标识别及其系统实现

作者：李敏烟台大学

学位级别：硕士

舰船红外偏振成像目标识别技术是红外制导技术中十分重要的一个方面。现如今,人们越来越重视海面舰船目标识别技术的应用。到目前,针对普通红外图像的处理,已经提出了很多目标识别算法,处理效果也相对不错,但是针对能够有效抑制干扰的... 详细信息

舰船红外偏振成像目标识别技术是红外制导技术中十分重要的一个方面。现如今,人们越来越重视海面舰船目标识别技术的应用。到目前,针对普通红外图像的处理,已经提出了很多目标识别算法,处理效果也相对不错,但是针对能够有效抑制干扰的红外偏振成像制导的目标识别和系统实现还是有些许不足,所以更优化的红外偏振图像目标识别处理算法,仍是现在研究的关键所在。为此,本文对近岸舰船红外偏振图像目标识别的处理算法进行了探究,针对偏振图像的特点提出了一套完整的识别算法并通过硬件进行了系统实现。论文首先从红外偏振成像技术的角度出发,对该技术国内外发展现状进行了总结,分析了近岸舰船目标红外偏振成像的特点,根据这些特点探究了红外偏振图像增强技术,并对红外偏振舰船图像的图像预处理算法讨论;接着对红外偏振舰船图像的目标识别与目标跟踪算法进行了研究,最后进行了系统实现和验证。本文设计的红外舰船目标识别相关算法,包括基于支持向量机的识别技术和基于模板匹配的识别算法,首先通过MATLAB软件进行仿真验证,实验结果表明该方法正确识别到了舰船目标。随后在项目给定的应达到的技术指标和参数的基础上研究了系统的软件设计和硬件架构。最后利用TMS320DM642芯片进行了算法实现的系统验证。实验结果表明该方法正确识别到了舰船目标,大大减少了计算量,提高了识别精度,缩减了识别时间,实现了项目要求的参数要求,达到了项目的技术指标。

关键词：红外偏振图像处理舰船目标目标识别目标跟踪

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星载SAR舰船目标自适应检测技术研究

星载SAR舰船目标自适应检测技术研究

作者：冷祥光国防科学技术大学

学位级别：硕士

随着星载SAR(Synthetic Aperture Radar,合成孔径雷达)技术与系统的快速发展以及对舰船目标检测需求的日益迫切,研究星载SAR舰船目标自适应检测技术具有十分重要的意义。本文针对星载SAR舰船目标检测中的实际问题,以构建实用性强、自适... 详细信息

随着星载SAR(Synthetic Aperture Radar,合成孔径雷达)技术与系统的快速发展以及对舰船目标检测需求的日益迫切,研究星载SAR舰船目标自适应检测技术具有十分重要的意义。本文针对星载SAR舰船目标检测中的实际问题,以构建实用性强、自适应程度高的舰船目标检测系统为目标,深入分析、研究了影响星载SAR舰船目标检测的关键因素、星载SAR舰船目标自适应检测以及综合鉴别三个方面。影响星载SAR舰船目标检测的关键因素分析是实现星载SAR舰船目标自适应检测的基础。这些关键因素包括海洋因素、舰船因素以及SAR系统因素。本文通过对这些关键因素进行深入地研究,详细说明了这些因素对星载SAR舰船目标检测的影响,并总结归纳出了对星载SAR舰船目标检测以及鉴别最重要的几个因素,为实现星载SAR舰船目标自适应检测奠定了基础。舰船目标自适应检测设计与方法研究是实现星载SAR舰船目标自适应检测的核心。在对前述关键因素进行研究的基础上,本文设计了一种星载SAR舰船目标自适应检测框架,能够自适应处理不同传感器、成像模式以及分辨率的星载SAR图像。首先,针对SAR图像中可能存在的陆地,基于舰船尺寸和像素尺寸提出了一种星载SAR自适应海陆分割方法,实验证明其可以有效去除陆地。其次,提出了一种星载SAR舰船目标自适应检测方法,通过对不同分辨率的SAR图像采取不同的检测策略,同时考虑SAR图像的成像模式、幅宽、极化方式以及舰船尺寸等信息,实现了对星载SAR舰船目标的自适应检测。基于RADARSAT-1、RADARSAT-2、TerraSAR-X、遥感一号以及遥感三号等众多星载SAR图像的实验结果表明本文提出的星载SAR舰船目标自适应检测框架能够快速、有效、鲁棒地将所有潜在舰船目标检测出来。最后,本文还针对常规CFAR(Constant False Alarm Rate,恒虚警率)舰船目标检测算法单纯依靠SAR图像亮度分布进行检测的不足,提出了一种综合考虑SAR图像亮度分布和空间分布的双边CFAR舰船目标检测算法。实验结果证明其可以有效减少海杂波和模糊的影响,具有更好的性能。星载SAR舰船目标鉴别是实现星载SAR舰船目标检测的关键和难点。本文在对不同类型的典型虚警特性进行分析的基础上,提出了一种星载SAR舰船目标综合鉴别方法。该方法从实际应用出发,根据虚警鉴别的难易程度以及鉴别结果的置信度将基于特征的鉴别分为基于特征的确信鉴别和基于特征的置信鉴别两步。首先通过基于特征的确信鉴别,将确定为虚警的目标剔除;然后采用基于特征的置信鉴别,并通过置信概率定量地给出所有鉴别结果的置信度,再对鉴别结果进行人工鉴别,进一步提高鉴别结果的可靠性;最后对方位模糊或鬼影的形成机理进行了详细分析,并以RADARSAT-1图像为例,研究并实现了方位模糊或鬼影的去除方法。实验结果表明本文提出的鉴别方法能够综合考虑不同情况下的虚警,将自动处理与人工目视解译有机结合,对虚警具有良好的鉴别能力。

关键词：星载SAR 舰船目标舰船目标检测自适应检测舰船目标鉴别综合鉴别

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海面大型舰船目标红外成像研究

海面大型舰船目标红外成像研究

作者：李振环哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

航空母舰作为现代化海上战争的重要工具，其红外辐射特性的研究已成为国内外相关军事领域的重要课题。近年来，已有一些国内学者针对海面舰船目标的红外辐射特性进行了研究，但大部分仿真结果都局限于稳态，并不能适应现代化战争的实时... 详细信息

航空母舰作为现代化海上战争的重要工具，其红外辐射特性的研究已成为国内外相关军事领域的重要课题。近年来，已有一些国内学者针对海面舰船目标的红外辐射特性进行了研究，但大部分仿真结果都局限于稳态，并不能适应现代化战争的实时性要求;再者，海洋环境下的气象条件是复杂多变的，这一点对于舰船温度场的影响是很大的。如果所建立的模型并没有充分考虑这些气象参数（风速、环境温度、洋面温度）的实时性变化，那么仿真得到的结果与实际情况难免会有所差别。本文针对海面舰船进行建模，考虑外界气象参数的实时性变化，求取了舰船目标的非稳态温度场及红外辐射场。主要工作分为以下三个部分：（1）舰船目标的几何建模及相关数据文件的导出使用Auto-CAD软件建立了舰船目标的三维几何模型，并将其导入到ANSYS有限元软件中完成对模型的修正及表面网格的划分。进一步，将网格数据文件导出，并运用蒙特卡罗法完成对面元与面元间、面元与海面间、面元与天空间的角系数或辐射传递因子的计算。（2）求解舰船目标的非稳态及稳态温度场分别模拟了太阳、天空及海面等背景对于舰船目标的辐射换热，把这些外部热源项叠加为整体的热源项，并考虑了内热源的作用、外部对流换热的作用、面元间横向导热的作用、面元与面元间多重反射的作用、面元与面元间辐射换热的作用等，建立了面元的能量守恒方程。利用隐式迭代格式，求解出舰船目标的瞬时非稳态温度场，并进一步求出某时某刻的稳态温度场。在此基础上，提出了两种反演舰船目标温度场的方法。（3）舰船目标的红外热成像利用OpenGL图形库的遮挡函数来确定舰船目标的有效辐射面元，从而对舰船目标进行不同方位的点源辐射亮度计算。此外，采用网格裁剪法改进了传统的蒙特卡罗法成像的斑驳性，获得了能反映出舰船表面温度分布的清晰热像图。最后，考虑海面背景的重要性，运用简化的经验模型来模拟海面的红外辐射特性，对加入海面视场的舰船目标成像进行了初步探索。

关键词：舰船目标实时性温度场辐射场红外成像

基于红外成像的舰船目标实时检测跟踪方法研究

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舰船科学技术 2015年第11期37卷 141-145页

作者：张韩西子中国舰船研究院北京100192

提出一种基于红外成像的舰船目标实时检测与跟踪方法,首先通过图像增强提高信噪比,增强目标轮廓清晰度;接着对红外图像中的水天线进行检测,确定目标所在的候选区域,在候选区域内完成目标的定位检测;最后通过波门跟踪算法对序列图像中的... 详细信息

提出一种基于红外成像的舰船目标实时检测与跟踪方法,首先通过图像增强提高信噪比,增强目标轮廓清晰度;接着对红外图像中的水天线进行检测,确定目标所在的候选区域,在候选区域内完成目标的定位检测;最后通过波门跟踪算法对序列图像中的舰船目标进行跟踪。实验结果表明该方法具有较好的准确性和实时性。

关键词：红外成像舰船目标检测跟踪

基于红外偏振成像的近岸舰船目标识别和抗干扰技术研究

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基于红外偏振成像的近岸舰船目标识别和抗干扰技术研究

作者：李双伟烟台大学

学位级别：硕士

舰船红外偏振成像目标识别技术是红外制导技术中十分重要的一个方面。现如今,人们越来越重视海面舰船目标识别技术的应用,不管是军事上,还是商业上,都得到了极大的关注。到目前,针对静态红外图像的处理,已经提出了很多目标识别算法,处... 详细信息

舰船红外偏振成像目标识别技术是红外制导技术中十分重要的一个方面。现如今,人们越来越重视海面舰船目标识别技术的应用,不管是军事上,还是商业上,都得到了极大的关注。到目前,针对静态红外图像的处理,已经提出了很多目标识别算法,处理效果也相对不错,但是针对红外制导过程中大流量的信息注入,还是有些许不足,所以更优化、更高效、更迅速的红外偏振图像目标识别处理算法,仍是现在研究的关键所在。为此,本文对近岸舰船红外偏振图像目标识别的处理算法进行了探究,针对偏振图像的特点提出了一套完整的识别算法。首先从红外偏振成像技术的角度出发,对该技术国内外发展现状进行了总结,然后分析了近岸舰船目标红外偏振成像的特点,根据这些特点探究了红外偏振图像增强技术,并结合小波变换和复合去噪的图像增强方法,对图像做了预处理,并给出了实验结果,在此基础上提出了一种舰船目标红外偏振图像实时识别算法,对其实时性作了讨论,该算法采用已广为接受的Otsu聚类准则对图像进行二值化,用形态学滤波去除二值化时产生的小于结构元素的噪点,为保持较好的目标形状,采用线状结构进行区域增长。识别时,考虑到分割出不只一个准目标区域,首先对准目标区域进行标注,接着通过选取目标特征,用模糊综合评判技术进行目标识别。在算法分析的同时,比较了其他较为典型的相似方法,分析了小波变换技术和灰度变换技术图像增强的算法,列出了图像分割时多种典型的边缘检测算子的处理效果,并从多方面分析了船舰目标红外偏振图像的特征,最后选取最优的处理算法形成一套精度高、速度快的近岸舰船目标红外偏振识别系统算法,用Matlab进行了软件仿真验证,结果证明该系统算法可以达到目的要求。

关键词：红外偏振舰船目标图像分割特征提取目标识别

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基于深度学习的SAR图像舰船目标检测综述

激光与光电子学进展 2021年第4期58卷 45-56页

作者：侯笑晗金国栋谭力宁火箭军工程大学核工程学院陕西西安710025

近年来,合成孔径雷达成像技术因具备全天时和全天候的目标感测能力,在海洋实时监测和管控等领域发挥着重要作用,特别是高分率SAR图像中的舰船目标检测成为当前的研究热点之一。首先分析基于深度学习的SAR图像舰船目标检测流程,并对样本... 详细信息

近年来,合成孔径雷达成像技术因具备全天时和全天候的目标感测能力,在海洋实时监测和管控等领域发挥着重要作用,特别是高分率SAR图像中的舰船目标检测成为当前的研究热点之一。首先分析基于深度学习的SAR图像舰船目标检测流程,并对样本训练数据集的构建、目标特征的提取和目标框选的设计等关键步骤进行归纳总结。然后对检测流程中的各部分对SAR图像舰船目标检测精度和速度的影响进行对比分析。最后根据当前研究现状,深入分析深度学习算法在舰船检测应用中存在的问题,探讨基于深度学习的SAR图像舰船目标检测的进一步研究方向。

关键词：机器视觉深度学习目标检测合成孔径雷达舰船目标图像处理

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海面舰船目标紫外和可见光波段散射特性研究

河南科学 2019年第3期37卷 349-355页

作者：牛武斌李奎杨玉峰山西大学物理电子工程学院太原030006 西安电子科技大学物理与光电工程学院西安710071 西安理工大学自动化与信息工程学院西安710048

采用Mote-Carlo方法构造了二维随机粗糙海面.利用海面双向反射分布函数(BRDF)模型计算了海面在紫外和可见光波段的辐射亮度,并与大气传输软件Modtran计算结果进行了对比分析.基于目标表面材料BRDF模型,计算分析了海上某舰船目标分别在... 详细信息

采用Mote-Carlo方法构造了二维随机粗糙海面.利用海面双向反射分布函数(BRDF)模型计算了海面在紫外和可见光波段的辐射亮度,并与大气传输软件Modtran计算结果进行了对比分析.基于目标表面材料BRDF模型,计算分析了海上某舰船目标分别在紫外和可见光波段对背景辐射的散射亮度,并与海面背景辐射亮度进行了对比.结果表明,在紫外和可见光波段,海面背景辐射对舰船目标亮度的影响可以忽略,探测时间和方位、舰船表面材料、目标形状以及探测波段等因素,共同决定了舰船目标的散射特性,为实现海面舰船目标的多波段实时探测与识别提供一定的参考依据.

关键词：双向反射分布函数(BRDF) 紫外和可见光舰船目标海面散射

基于CFAR级联的SAR图像舰船目标检测算法

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现代雷达 2012年第9期34卷 50-54,58页

作者：陈祥孙俊尹奎英于俊朋南京电子技术研究所南京210039

SAR图像舰船目标检测在军事监视和海洋环境监管等方面有着重要的意义。针对SAR图像的特点,提出了一种基于全局CFAR检测与局部CFAR检测级联的舰船目标检测算法。在全局CFAR检测中,通过海杂波特性拟合优选海杂波统计模型,以较高的虚警率... 详细信息

SAR图像舰船目标检测在军事监视和海洋环境监管等方面有着重要的意义。针对SAR图像的特点,提出了一种基于全局CFAR检测与局部CFAR检测级联的舰船目标检测算法。在全局CFAR检测中,通过海杂波特性拟合优选海杂波统计模型,以较高的虚警率筛选潜在的目标点;在局部CFAR检测中,以潜在目标点的连通区域为单位,通过检测窗口的选取、背景像素的确定和海杂波拟合等步骤以后,以较低的虚警率确定目标。最后,通过条件扩张算法和目标像素聚类完善船只细节。实验结果表明,文中算法在保证良好的检测性能的同时,具有检测效率高、舰船细节完整等优点,为舰船目标鉴别和信息提取提供了良好的保障,更加符合实际应用需求。

关键词：合成孔径雷达海杂波舰船目标 CFAR检测