面向目标识别的红外成像干扰仿真与分级方法研究

发布时间：2020-06-24 13:42

【摘要】：红外制导系统具有全天时工作、探测距离远、机动灵活等优点,在现代战场上发挥着越来越重要的作用,已经成为现代战争首选的精确制导系统之一。在复杂的探测过程中,除了云雾等自然干扰遮挡目标外,烟幕弹、诱饵弹等人工干扰也会导致目标检测位置发生偏离,影响红外制导系统的探测性能。为了提高作战能力,需要对红外导引系统的抗干扰能力展开研究,而合理评估当前红外场景的受干扰程度对研究红外制导抗干扰问题有很大的价值。本文提出面向目标识别的红外成像干扰仿真与分级方法,首先介绍了红外成像及典型干扰的作用原理,通过建模仿真软件与C++编程实现了干扰仿真的流程,并结合具体物理参数得到了不同干扰类型、不同干扰强度下的红外图像数据。本文提出了基于指标加权的干扰分级方法,首先在图像领域提取了多个基于图像质量及图像纹理的指标,并通过仿真得到的红外干扰图像验证了所选指标的表征能力,建立了干扰物理参量与图像分级指标之间的联系。通过搭建反向传播神经网络,采用数据拟合的方式,通过模型训练合理分配各个指标的权重,最大化发挥每个指标的表征能力,建立了干扰分级模型,得到图像分级指标与干扰强度等级之间的映射关系,从而得到干扰物理参量与干扰强度等级之间的直接关联,并依据具体仿真实验数据验证了分级模型的有效性。本文对红外成像干扰仿真与分级方法进行研究,建立了红外干扰分级模型,输入实际红外干扰图像,能够直接确定红外场景的受干扰程度,对研究红外制导抗干扰问题有很大意义。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN219;E91
【图文】：

华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文能量，使目标场景的红外辐射在传播过程中有所衰减，同时云层自身辐射出的能量也会影响传感器成像的质量[16][17][18]；当红外探测器在雾天环境中进行检测时，由于大气中存在大量悬浮颗粒，致使探测距离明显缩短，整个场景能见度降低，随着干扰强度的增加，成像越来越模糊，信噪比越来越低[19]。云雾遮蔽干扰的示意图如图 2-2 所示，其中图 2-2（a）为未遮蔽目标时，可以正确检测出目标区域，图 2-2（b）为局部遮挡目标时，目标位置发生轻微偏离，图 2-2（c）为完全遮挡目标时，目标信息完全被云雾干扰淹没，目标检测正确率大大降低。

(a)原始图像 （b）相关跟踪 （c）形心跟踪图 2-5 激光干扰图像激光干扰由于具有较高的温度，在红外视场中等效于一个强烈辐射源，将对红外成像系统引入杂散光干扰。这种杂散辐射的危害性在于降低图像对比度，使整个红外图像清晰度变坏，甚至形成杂光斑点，严重时将导致目标信号完全被激光光斑所淹没[34][35]。从上述分析可知，对于红外激光干扰，可以通过激光光斑的大小来评定其干扰强度，激光光斑越大，干扰效果越强。2.3 红外仿真方法本节主要介绍通过三维视景建模软件 MultiGen Creator 和红外仿真软件 SE-WORKBENCH 进行红外图像仿真的方法，并将 2.2 节介绍的典型干扰形式总结为遮蔽干扰、伪装干扰、点源诱导及激光欺诈式干扰 3 类，并依据具体物理参量，通过MFC 编程对不同干扰类型不同干扰强度的红外仿真图像进行可视化输出。

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本文编号：2727933