多视点舰船红外图像仿真与识别

发布时间：2020-09-17 08:34

　　红外成像技术广泛应用于军事和民用领域,长期以来得到各个国家的重视。在军事领域中,由于诸多特殊条件的限制,我们无法直接获取大量的红外图像数据,然而计算机技术的发展使得人们通过计算机进行红外图像仿真成为可能。在本文的舰船红外图像检测与识别任务中,现阶段缺乏大量的实测舰船红外图像,因此必须通过红外图像仿真获取舰船的红外图像,为后续的检测识别提供数据支持。本文利用SE-Workbench红外图像仿真软件对舰船进行了多视点红外图像仿真。首先通过Multigen Creator软件建立舰船的三维模型,利用SE-Workbench红外图像仿真软件建立舰船表面的温度场模型和场景的大气热模型,针对舰船进行了多视点红外图像仿真,建立了完备的多视点舰船红外图像数据库。但是,传统的红外图像仿真方法依赖于目标场景三维模型、目标表面的温度场模型以及OpenGL图形学渲染,因此仿真成本较高且流程复杂繁琐,耗费时间。为了提高仿真的效率,本文研究了基于生成对抗网络的红外图像仿真方法。首先利用条件生成对抗网络在配对的舰船可见光和红外图像数据集上,实现舰船可见光图像仿真生成对应的红外图像。进一步,针对配对的图像数据集难以获取的问题,本文提出了基于循环生成对抗网络的红外图像仿真方法,并推广到复杂地面场景的红外图像仿真。该方法利用了大量无配对的自然场景可见光和红外图像数据集,实现了复杂地面场景的可见光图像向对应的红外中波图像的转换。在建立的多视点舰船红外图像数据库的基础上,本文开展了基于多视点图像协同检测识别方法的研究。在检测方面,利用协同分割建模多视点图像的共形互补信息,实现了多视点图像序列中舰船的检测;在检测结果的基础上,本文利用联合稀疏表示挖掘视点间的关联信息,提升了多视点舰船的识别率。最终本文设计并实现了多视点舰船协同检测—识别一体化软件。
【学位单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：U674.7;TP391.41;TN219
【部分图文】：

曲线,红外辐射光谱,海面,辐射亮度

250 042( ) ( ){exp[ / ( )] 1}hcB T B T d dhc k TT = = = 辐射特性计算中，考虑到实际的不同场景，目标的辐射亮度的计算并不是完全按示的普朗克定律在理想状态下的辐射计算方式，现实中的物体都是考虑到物体表面的材质属性，假设目标表面某一材质的发射率为）和式（2.3）可以推导出目标在波长1 2 ~ 范围内的辐射亮度为：= 21(~)()2//(1)25/12 L hc ed hckTself辐射2-1 所示为美国 SPIE 手册上某海面有浪花时的全波段辐射光谱曲线，纵坐标为光谱辐射亮度。

航母,意大利,舰船,舰长

成像大小为 512*512。目标是意大利“加里波第”级航母（舰长 180 米，宽 33.4 米，吃水 6.7 米），如图2-7 所示。图 2-7 意大利“加里波第”级航母取传感器高度H=6000米，传感器与目标舰船的距离R=8485.28米，俯仰角 = 45，仿真间隔 =10。如图 2-8 是同一纬度下对舰船的多视点红外图像仿真图。

多视点,舰船,纬度

同一纬度下对舰船的多视点仿真(部分)

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