凝视图像闭环仿真与红外小目标检测方法研究

发布时间：2023-03-05 16:07

　　低轨凝视成像平台具有高分辨率、强机动性、发射成本低等优势,但目前国内对于低轨凝视卫星的研究与应用还处于论证阶段,在轨目标检测方案与卫星平台性能指标均缺乏实验验证。本课题针对于低轨运动平台、面阵凝视成像体制下的红外弱小目标进行提取及确认。首先对当前工作模式下平台的成像特性及目标背景特性进行分析,利用得到的分析结果设计红外成像仿真软件以获取测试图像;进而利用复杂背景下弱小目标显著性特征,采用背景抑制方式实现具备自适应性的候选目标提取功能;最终结合多帧时域手段对目标进行关联检测,拓展检测尺度以实现目标判决确认。研究内容如下:(1)低轨卫星平台凝视成像特性分析与仿真实现。针对低轨卫星凝视工作模式情况,分析地物辐射传播至探测器像面过程中,由于卫星平台运动所造成的成像特性问题,问题包括且不限于积分时间内平台运动导致的像移及模糊、相机由正视姿态调整为斜视姿态引发的画面畸变,结合此项目应用背景确定主要目标及背景模型,分析目标空间域及时域特性,同时结合成像链路分析结果,确定所检测的地物特性于图像输出层的表征。实现了动平台红外凝视图像仿真功能,具备对典型山脉、海洋和城镇场景下不同信杂比、不同尺度目标的仿真...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 国内外研究现状及分析
        1.2.1 低轨卫星及凝视成像仿真技术现状
        1.2.2 红外小目标检测研究现状
        1.2.3 轨迹关联研究现状
        1.2.4 运动目标检测关键问题分析
    1.3 主要研究内容
第2章 低轨平台凝视成像特性分析与仿真实现
    2.1 引言
    2.2 典型地物特性分析
        2.2.1 典型红外场景特性
        2.2.2 典型红外目标-虚警时空特性
    2.3 平台工作模式特征分析
        2.3.1 凝视成像平台工作原理
        2.3.2 凝视成像体制潜在问题分析
        2.3.3 视场几何畸变分析
        2.3.4 目标像面轨迹分析
    2.4 红外成像噪声特性分析
    2.5 动平台凝视图像闭环仿真实现
        2.5.1 软件设计与实现
        2.5.2 仿真结果与相似性评价
    2.6 本章小结
第3章 基于杂波抑制的目标自适应提取算法
    3.1 引言
    3.2 基于压缩感知的重点区域选取方法
    3.3 基于信息熵加权亮度差的背景抑制算法
    3.4 基于自适应阈值的目标提取算法
    3.5 仿真验证及性能评价
    3.6 本章小结
第4章 基于多帧轨迹关联的目标确认算法
    4.1 引言
    4.2 轨迹关联算法
        4.2.1 新建轨迹
        4.2.2 更新轨迹
        4.2.3 删除轨迹
        4.2.4 输出轨迹
    4.3 利用轨道姿态参数的坐标矫正算法
        4.3.1 像面投影点像移模型
        4.3.2 算法流程
    4.4 目标轨迹确定度计算方法
    4.5 仿真验证及性能评价
        4.5.1 轨迹关联准确性评价
        4.5.2 标矫正算法仿真验证
        4.5.3 目标确认性能评价
    4.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及其他成果
致谢



本文编号：3756507