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CCD立靶捕获因素分析与目标检测技术研究

孙江龙  
【摘要】:目标检测技术作为CCD立靶的一个关键技术之一,是衡量CCD立靶测量系统能否作为有效测试手段的前提。本文在阐述CCD立靶国内外研究现状的基础上,接着全面分析了影响CCD立靶的捕获因素,着重对目标检测技术进行了研究,主要研究内容包括:(1)在对线阵CCD立靶测量系统进行理论研究的基础上,从镜头的焦距、基线的长度、光轴与水平方向的夹角等参数给出了目标过靶位置坐标公式,通过它推导出了目标在空间中的准确位置。(2)从目标特性、相机特性、环境情况、背景特性、镜头性能五个方面对影响CCD立靶测量系统捕获的外部因素进行了定量的分析。(3)在理论分析的基础上,着重对目标检测技术进行了研究,首先根据CCD相机成像的特点,给出了目标与背景相似度的计算算法。本课题针对的是能量很微弱的目标,目标与背景的相似度非常高,以至于传统的差影法、边缘检测法和互相关法在检测微弱目标方面存在缺陷,针对这种缺陷,提出了基于欧式距离的能量分析法和基于离散小波变换的SIFT算法。基于欧式距离的能量分析法首先进行背景建模,然后通过分析模板和图像中每一帧的距离能(类似于势能),同时,针对有假目标存在的情况,通过相似度匹配可以得到最终的目标区域;基于离散小波变换的SIFT算法首先对图像进行二级小波分解,接着通过SIFT算法提取目标的特征点以后,然后结合膨胀法、投影法和高斯模糊等算法,最终也可以较完整获取目标的信息量。最后通过对包含弱小口标在内的多幅图像进行处理,对算法的鲁棒性进行了测试,得出了相比于基于离散小波变换的SIFT算法,基于欧氏距离的能量分析鲁棒性更高。本文以不同算法获取目标的个数和信息量的多少来对算法的优劣度进行衡量,为了直观的显示不同算法的处理效果,基于MATLAB的GUI编写了算法界面。通过对CCD立靶的目标检测技术研究与实验,对于提高靶场的测试水平具有重要的意义。


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