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红外扫描成像动目标检测跟踪技术与DSP实时实现

傅志中  
【摘要】: 由于主动毫米波和被动红外的性能具有好的互补特性,使得主动毫米波/被动红外复合制导成为一种理想的智能制导技术,它能够大大提高精确制导装备的智能化水平和作战能力,并被广泛应用于末制导系统中。 该类系统具有成本低廉、便携性好、发射方式灵活和跟踪性能良好等特点。在70年代中后期,红外探测器技术有了大的发展,尤其是小型化红外光机导引头的成功开发,使红外制导技术有了重大发展。进入80年代后,该领域着重研究多波段、多色和多模融合识别技术。 该类系统的研究涉及红外物理学,多维随机信号处理,图像分析以及高速数字信号处理技术等多门学科,特别是涉及到图像分析中视频图像序列目标特征描述、检测、识别、跟踪理论与技术研究。 本文研究远程红外目标识别特征,玫瑰扫描亚成像与目标检测,快速目标识别跟踪技术及小型化系统的研制等,并在此基础上进行了系统实验,取得了良好的结果。 本文讨论红外辐射基本特性,大气红外传输,红外探测器特性和红外场高分辨率成像与扫描集成成像机理等。建立了红外场噪声与目标干扰模型。分析了玫瑰线扫描系统的时空分辨率特性,为亚图像目标检测、识别跟踪技术提供了理论基础。 论文提出了多帧累积亚图像目标检测模型、图像空间变换、分割区域的识别和亚图像跟踪模型。对焦平面纤外图像提出了一种概率场目标检测技术。 论文研究了最佳相位控制多帧集成亚成像与多帧惯性亚成像技术。这些技术能有效地提高观测空间的成像覆盖率以及对目标的正确检测概率。 论文研究了单帧亚图像快速目标检测技术,该技术能大大提高系统快速发现目标的能力,给出目标方位。 论文应用MARKOV随机场的局部约束特性,从红外图像背景概率场角度,提出了基于背景自适应估计的红外焦平面图像目标检测技术。 上述理论与技术研究,在国防领域中获得了成功应用。本文完成了高性价比的小型化制导跟踪器实验系统,并交付使用。


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