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《西安电子科技大学》 2010年
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红外成像ATR系统中的数字图像处理及识别检测分类技术研究

张峰  
【摘要】: 随着红外成像自动目标识别(ATR)技术在精确武器系统上的广泛应用,世界各国都在加速发展红外成像ATR技术的研究和装备的研制。本文根据“十一五”国防重点预研项目,对红外成像ATR系统研制过程中涉及到的若干问题作了较为深入的研究,主要研究成果如下: 针对红外焦平面阵列器件(IRFPA)在大动态范围内应用的问题,提出了基于非线性快速卡尔曼滤波的非均匀性校正算法,该算法能对IRFPA实现非均匀性和非线性的双重校正,且运算量较小。为满足系统在某些实际场合应用的需要,针对传统基于场景统计的非均匀性校正算法的不足提出了一种基于平稳小波变换的非均匀性校正算法,该算法能在场景变化不充分的条件下对IRFPA进行非均匀性校正。 由于红外图像在传输过程中易受到噪声的污染,加之红外成像本身具有图像细节模糊不清的特点,严重影响了后续目标检测以及目标匹配的精度,为此提出了一种基于联合直方图均衡及图像融合的红外图像增强算法,该算法能够有效抑制噪声,提高图像的对比度;另外该算法通过对原始图像进行非线性外推处理得到新的细节成分,在增强对比度的同时增强了图像目标的细节。针对传统帧累加以提高图像信噪比的方法易造成图像中运动目标模糊的情况,提出了一种改进的基于图像序列的图像增强算法,该算法通过准确的提取图像中目标的运动场,通过带有运动补偿的时空域滤波完成红外图像的2D-TDI增强,仿真实验的结果验证了算法的有效性。 针对复杂背景下低信噪比红外弱小目标检测问题,提出了基于各向异性判决和双边滤波的红外弱小目标检测算法。该算法能对图像背景中精细部分进行有效预测,取得了较好的背景抑制效果。针对红外成像ATR系统需要精确的目标轮廓的要求,提出了一种基于蚁群算法的快速二维模糊熵图像分割算法,该算法使用二维模糊熵的设计思想并将其改进,推导出快速算法,最后使用蚁群算法优化其阈值求解,达到了快速、准确提取目标轮廓的目的。 由于红外小目标的检测易受到各种虚假目标及随机干扰的影响,为此提出了一种基于模糊D-S证据合成理论的双色红外小目标识别算法,使用双波段红外成像,克服单波段红外成像易受干扰的缺点,并将模糊集理论与D-S证据合成理论融合,提高了对获得的目标信息识别的能力。针对红外面目标识别的问题,着重研究了小波矩不变量在红外成像目标识别方面的应用及其性能,该算法能对位置、尺度和视角发生变化的目标进行识别,仿真实验结果证明了该算法的有效性,取得了较满意的效果。 此外,针对复杂战场应用环境,设计并研制了一套高帧频的红外成像ATR实时信号处理系统,该系统能实时稳定的完成红外成像ATR系统所需的一系列算法,具有工作帧频高、信号动态范围大、实时性强、处理精度高和灵活性等优点。
【学位授予单位】:西安电子科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP391.41

【引证文献】
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1 高国旺;全向IRST系统的图像处理与信息融合技术研究[D];西安电子科技大学;2013年
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1 成杰;基于ELM与HMM的序列飞机目标识别算法研究[D];东南大学;2017年
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3 史丽芳;基于图像处理的飞机尾焰检测与识别技术的研究[D];西安电子科技大学;2015年
4 张茂峰;典型ATR算法实验的对比与分析[D];长春理工大学;2014年
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10 杨德佳;复杂背景下红外小目标检测方法研究[D];电子科技大学;2011年
【参考文献】
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【共引文献】
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1 李文坡;左秀丽;张胜涛;郑嘉;吕堂满;;原位椭圆偏振测量参数解析技术[J];实验室研究与探索;2014年08期
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【同被引文献】
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2 丁少杰;基于多重分形的液动压悬浮抛光基盘流场分析研究[D];浙江工业大学;2013年
3 漆艳茹;确定指标权重的方法及应用研究[D];东北大学;2010年
4 张丽娜;AHP-模糊综合评价法在生态工业园区评价中的应用[D];大连理工大学;2006年
5 黄惠东;铁电薄膜电容分布的扫描探针显微镜研究[D];电子科技大学;2006年
6 龚勇波;三种典型脆性材料的研磨实验研究[D];华侨大学;2006年
【二级引证文献】
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1 李一芒;周扫式多谱段无源预警实时图像处理系统研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2014年
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1 刘可敬;基于机器视觉的车站客流安全智能监控研究[D];西南交通大学;2018年
2 郭维峰;空中弱小目标天基探测系统性能分析及软件实现[D];哈尔滨工业大学;2018年
3 李帅;基于机器视觉的纽扣缺陷检测算法研究[D];西安工程大学;2018年
4 江梦云;基于变换域的多源图像融合算法改进[D];北京邮电大学;2018年
5 孟思岐;复杂场景下红外行人目标检测跟踪技术研究[D];南京理工大学;2018年
6 王汝珣;基于形状外观的无人船目标识别方法研究[D];哈尔滨工程大学;2018年
7 刘佃忠;红外全向告警系统弱小目标检测跟踪技术研究与实现[D];西安电子科技大学;2017年
8 周鹏;基于局部纹理描述的人脸识别方法研究[D];东南大学;2017年
9 申帅帅;姿轨控发动机尾焰喷射场光学特征与雾化燃烧特性研究[D];中国航天科技集团公司第一研究院;2017年
10 张仲瑜;基于Gabor特征提取的海面舰船目标识别[D];哈尔滨工程大学;2016年
【二级参考文献】
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1 雷惊雷;张李娜;李凌杰;郑莎;王超;谢昭明;张胜涛;;原位椭圆偏振光谱研究多孔阳极氧化铝初期生长过程[J];物理化学学报;2010年09期
2 李威;金承钰;;薄膜材料的椭圆偏振数据分析方法[J];光谱实验室;2010年01期
3 李凌杰;雷惊雷;贺东海;徐辉;张胜涛;潘复生;;原位椭圆偏振光谱法研究镁合金在模拟冷却水中的腐蚀[J];腐蚀科学与防护技术;2009年03期
4 李凌杰,李荻,彭明霞,张胜涛,雷惊雷;铝合金氧化膜上沉积铈的椭圆法研究[J];材料保护;2001年09期
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8 ;第四届全国红外成像检测技术中医应用学习班招生通知[J];红外技术;2015年07期
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中国重要报纸全文数据库 前8条
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6 冉涌 高磊;省电力公司全面推广红外成像测温检修[N];山西日报;2010年
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1 张峰;红外成像ATR系统中的数字图像处理及识别检测分类技术研究[D];西安电子科技大学;2010年
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10 艾敏;海洋场景的红外成像仿真与实现[D];西安电子科技大学;2014年
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