全偏振参量低秩稀疏分解伪彩色图像融合

偏振图像伪彩色融合对提高视觉感知和目标判读具有重要意义,利用空间调制型全偏振参量矩阵的低秩和稀疏特性,提出基于贝叶斯概率鲁棒性矩阵分解融合方法。首先,根据偏振调制和解析算法构造偏振参量矩阵,同时合成强度图像;其次,对参量矩阵进行基于改进的贝叶斯概率参量矩阵分解,降低背景噪声和亮度变化等干扰,分别获得参量图像的稀疏和低秩成分;然后利用方差、清晰度和信息熵进行模糊积分,获得显著性参量图像,与合成强度图像一起进行像素级增强;最后,经直方图规定化和IHS颜色映射,得到伪彩色融合结果。实验选择多种材质与目标的仿真和实测数据进行验证,通过主观视觉效果和客观指标比较,验证了其有效性。     

全偏振参量低秩稀疏分解伪彩色图像融合

偏振图像伪彩色融合对提高视觉感知和目标判读具有重要意义,利用空间调制型全偏振参量矩阵的低秩和稀疏特性,提出基于贝叶斯概率鲁棒性矩阵分解融合方法。首先,根据偏振调制和解析算法构造偏振参量矩阵,同时合成强度图像;其次,对参量矩阵进行基于改进的贝叶斯概率参量矩阵分解,降低背景噪声和亮度变化等干扰,分别获得参量图像的稀疏和低秩成分;然后利用方差、清晰度和信息熵进行模糊积分,获得显著性参量图像,与合成强度图像一起进行像素级增强;最后,经直方图规定化和IHS颜色映射,得到伪彩色融合结果。实验选择多种材质与目标的仿真和实测数据进行验证,通过主观视觉效果和客观指标比较,验证了其有效性。     

基于分形理论和神经网络的红外图像分割算法

针对实现红外图像的分割,快速准确地检测出红外序列中的人造目标的需要,结合分形特征和Ko-honen神经网络的特点,提出了一种基于分形技术的图像分割算法。该算法利用自然背景和人造目标的不同分形特征检测目标,提出了包括分形维数在内的7个红外图像特征,结合神经网络的自组织学习能力来进行图像分割。给出了算法实现的具体步骤。仿真试验结果表明,该算法能有效地实现红外图像的分割。     

基于动态广义直方图均衡的红外图像增强方法

针对直方图均衡法进行红外图像增强时存在的问题,提出了动态广义直方图均衡方法。首先,广义直方图通过基于局部复杂度计算的分数值计数,体现了图像的不同区域特性,防止了过增强和放大噪声。然后,对广义直方图利用SG算法平滑滤波后,采用GK聚类算法实现对直方图的动态划分,避免高概率灰度背景对低概率灰度目标的影响。最后,动态分配目标和背景的输出灰度区间,突出目标细节,控制增强效果。实验结果表明,算法能有效克服传统直方图均衡法丢失目标细节、不能控制增强效果和过分放大噪声的不足,是一种有效的红外图像增强方法。     

基于Top-hat变换的PM模型弱小目标检测

为了实现红外复杂背景下弱点目标的有效检测,提出了形态学Top-hat变换和改进的非线性扩散(以Perona-Malik (PM)的研究为基础)模型相结合的滤波算法,用于增强红外弱小目标信号、抑制复杂背景和噪声。该方法首先利用形态学滤波中的Top-hat算子对图像进行目标增强,然后对形态学滤波后的图像采用改进的PM滤波器进行进一步滤波达到抑制背景突出目标的目的,最终通过阈值分割实现弱小目标的检测。对比实验结果表明,该算法能够在低信噪比(signal-to-noise ratio, SNR)下实现红外弱小目标图像的背景及边缘有效抑制、使图像的信噪比提高20%,检测能力在原有算法上提高了40%。     

基于视觉对比度机制的红外弱小目标检测算法

针对红外图像中空天、海天等复杂背景及像素点噪声容易造成检测虚警的问题,提出一种基于视觉对比度机制的红外弱小目标检测算法。首先,通过新定义的局部对比度算子获取对比度增强的图像,该步骤可抑制背景杂波与像素点噪声对检测的干扰,提高图像的信杂比,增强目标区域的视觉显著性。然后,利用多尺度方法优化图像的显著区域,以增强算法的适用性,从而实现算法对不同尺寸的弱小目标的有效检测。最后,利用自适应阈值分割方法获取待检测的真实目标。实验结果表明,该算法无需图像预处理环节即可实现对不同尺寸的弱小目标的鲁棒性检测,对比常用算法具有快速性、高效性和较强的适用性。     

基于改进复扩散耦合非局部均值滤波器的图像放大

为了提高偏微分方程放大算法对纹理细节的放大效果,利用改进的复扩散模型耦合均值滤波器,提出了一种图像放大算法。改进的非线性复扩散模型能够很好的定位图像边缘,通过冲激滤波器对边缘进行锐化,同时耦合非局部均值滤波器,保持图像内部的自相似特性,利用非局部信息重建高分辨率图像,提高小边缘、细节放大效果。算法结合非局部信息和局部信息对图像进行放大,增强纹理细节,使图像更加自然,同时减弱对边缘的过度增强,具有较好的放大效果,仿真实验验证了算法的优良性能。     

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。     

双被动红外运动探测器三维定位算法及仿真

目标位置和红外探测器位置之间的几何关系对被动红外探测器纯角度定位精度影响很大，为获得最佳的几何关系，建立了红外探测器机动优化模型。当两个探测器飞到最佳位置时，先利用最小平方误差距离法估算出目标的位置。然后将其作为卡尔曼滤波的测量值进行滤波．仿真结果表明了该双站运动红外探测器机动算法和三维定位算法是有效的。     

高温目标红外测量图像伪彩色显示方法

红外测量图像一般为灰度图像,对其进行伪彩色处理是一种非常重要的增强手段。传统的伪彩色处理方法未考虑到实际图像中高温目标与低温背景间的灰度级断点,处理后的伪彩色图像往往颜色数偏少,细节信息损失较多。为更好地显示高温目标及其边缘细节并兼顾低温背景的显示效果,本文首先根据灰度级将图像分为目标区、背景区和目标背景过渡区,背景区包含多个背景及背景间过渡区。利用K-均值聚类理论对背景区进行聚类,根据聚类结果,采用灰度区间压缩方法确定多个背景及背景间过渡区的灰度级范围。根据各区间内灰度统计特征对整幅图像进行多段线性灰度映射,有效地均衡图像的灰度分布。引入视觉差异因素,采用CIE94颜色差异公式对传统颜色路径进行改进,实现等颜色差异的红外伪彩色显示。实验结果表明,本文方法较传统方法更适合高温目标红外测量图像,处理后的图像目标突出,图像细节色彩丰富,背景对比度较高,大大提高人眼对高温目标红外测量图像细节信息的辨识能力。     

基于改进滤波器和图像多尺度变换的背景抑制算法

红外目标的探测背景具有复杂性和非平稳性,为提高后续检测性能,常常通过抑制背景来增强目标能量。针对传统背景抑制方法检测率低、虚警率高的问题,提出一种基于改进滤波器和图像多尺度变换的复杂背景抑制算法。首先,对红外图像进行改进的滤波处理获得预处理图像。其次,通过高斯金字塔多分辨技术,平滑图像背景。然后,采用Cubic插值算法提高图像的分辨率,得到背景估计图像。最后,将预处理图像和背景估计图像差分,获得背景抑制的结果。经验证,该算法实时性相对传统方法提高了19%,对于多种复杂的背景情况具有良好的适应性。同时，算法计算复杂度较低,有利于实现实时性工程应用。     

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。     

基于背景还原的红外伪装效果评价方法

针对复杂环境背景下目标红外伪装效果评价问题, 提出了一种基于背景还原的红外伪装效果评价方法。首先利用改进的Criminisi算法对目标遮蔽下的背景区域进行修复, 得到背景还原图像, 然后与原图进行相似性度量; 考虑到实际还原背景与理想还原背景之间因图像修复算法局限性而引起的偏差, 使用IL-NIQE模型对背景还原图像的修复质量和还原效果进行评价; 最后将相似性度量值与还原效果度量值进行非线性融合, 完成目标红外伪装效果的综合评价。实验表明, 该评价方法符合人眼视觉特性, 能够对复杂环境背景下目标的红外伪装效果进行较好的客观评价。     

基于区域和方向方差加权信息熵的图像融合

提出了一种基于非下采样Contourlet变换（nonsubsampled Contourlet transform, NSCT）的红外与可见光图像融合方法。首先对原红外图像进行图像分割,确定目标区域与背景区域,并将其映射到可见光图像中;然后对红外和可见光图像进行多尺度、多方向分解,分解后的低频部分在目标区域选择红外图像低频系数、在背景区域选择可见光图像低频系数,高频部分使用方向方差加权信息熵最大作为融合策略进行融合;最后对融合的系数进行重构得到融合图像。实验结果表明,本文算法在保留图像细节信息、增加信息量、方便目标检测方面都有显著地提高。     

基于极化域波达因子的飞行器群内近距定位

研究飞行器群内近距定位,可改善飞行器群生存能力,飞行器群载电磁矢量传感器位置误差等因素造成了群内定位困难,根据机载缺损电磁矢量传感器姿态位置与接收信号之间的变化规律,建立飞行器群载传感器阵列全孔径导向矢量。根据信号时间、极化和空域相位延迟三维数据结构关系,采用盲信号极化状态等参数的极化域波达因子探测法,保留传感器在机身中安装姿态和位置信息,计算电磁波空间谱, 汇聚目标信息,实现飞行器群对短距多目标定位。对飞行器位置误差不敏感,解决短距目标极化参数随接收位置变化、交叉极化、增益/相位漂移和接收机位置误差问题。仿真试验表明该算法有效。     

基于轨道误差搜索的双基地ISAR包络对齐算法

针对空间目标这一应用背景提出了一种基于轨道信息的双基地逆合成孔径雷达包络对齐算法。首先推导了空间目标位置预报误差与慢时间之间的函数关系,分析表明,成像时间内轨道预报误差可用慢时间的二阶函数表示。在此基础上,利用轨道预报值和轨道误差搜索结果通过在频域补偿相位的方式完成了一维距离像包络的精确对齐。参数搜索过程中,确定了误差速度和加速度的搜索步进量,并以二维图像的对比度作为代价函数。仿真结果表明,相比于传统基于回波相关性的包络对齐算法,该算法更适用于因双基地角和极化失配等因素导致信噪比较低的双基地回波。     

子波变换在红外目标图像边缘提取中的应用

对红外目标图像进行了图像增强和边缘提取。首先采用直方图均衡、非线性灰度变换、滤波的方法对红外目标图像进行增强、抑制噪声 ,然后基于子波变换的原理 ,采用双阈值自动门限化方法 ,对增强后图像进行边缘提取。分别采用了经典的边缘检测方法、正交子波和非正交二次样条子波对红外图像进行了边缘提取试验 ,结果表明 ,采用非正交二次样条子波提取到的红外图像边缘比采用正交子波及经典的图像边缘检测方法的效果好。提出的方法不仅有较强的噪声抑制能力 ,而且检测到的边缘清晰准确。