紅外成像系統(tǒng)作為探測艦船目標(biāo)的一種重要方式,在軍事偵察中起著至關(guān)重要的作用,面對復(fù)雜背景、惡劣天氣環(huán)境等情況時,目標(biāo)與背景局部對比度較低導(dǎo)致紅外系統(tǒng)的探測準(zhǔn)確率、查全率等性能指標(biāo)受到嚴(yán)重影響,針對上述問題,開展了基于紅外偏振圖像的艦船目標(biāo)檢測方法研究。通過8～12μm長波波段紅外偏振圖像采集系統(tǒng)實際采集86組4個偏振方向（0°, 45°, 90°, 135°）的紅外偏振圖像,樣本中艦船目標(biāo)309個。對同場景下不同偏振方向的紅外偏振圖像及紅外強(qiáng)度/偏振度圖像的目標(biāo)與背景局部對比度計算,發(fā)現(xiàn)海面與艦船目標(biāo)偏振特征差異能夠有效提高目標(biāo)與背景局部對比度。在前視紅外圖像中,艦船目標(biāo)通常位于海天線附近或下方,但復(fù)雜背景及天氣等因素干擾對紅外圖像中檢測海天線影響較大,為此提出紅外偏振圖像海天線檢測方法,對紅外偏振圖像直方圖進(jìn)行高斯濾波消除局部極值,依據(jù)海面與背景的偏振特征差異,利用雙峰法閾值分割檢測海天線,最后利用霍夫變換檢測海天線,分割出海面作為目標(biāo)候選區(qū)域。針對紅外偏振圖像受到海雜波嚴(yán)重干擾的問題,提出海雜波背景抑制算法,采取背景抑制,距離加權(quán)方法抑制偏振圖像中雜亂的海雜波背景。最后,利用MSE... 

【文章來源】：光譜學(xué)與光譜分析. 2020,40(02)北大核心EISCICSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

不同場景下的紅外強(qiáng)度/偏振度圖像

對于前視紅外圖像, 艦船目標(biāo)的部分或整體都在海天線以下, 這使得檢測海天線變得十分有意義。 海天線檢測不僅可以排除岸島或天空背景的干擾, 也大大縮小了目標(biāo)搜索的范圍, 大大提高了檢測速度與精度。 紅外強(qiáng)度圖像在不同季節(jié)不同時間下相同場景的目標(biāo)與背景的輻射強(qiáng)度不同, 尤其對存在復(fù)雜島岸背景干擾及對比度較低的紅外圖像中檢測海天線變得較為困難, 本節(jié)提出應(yīng)用紅外偏振圖像檢測海天線的方法。Step 1 為避免紅外探測器盲元及噪聲對圖像帶來的影響, 使用5×5模板的中值濾波器對紅外偏振圖像預(yù)處理。

根據(jù)文獻(xiàn)[7], 3～5 μm中波紅外波段易受到太陽耀光影響, 為避免此影響, 采用對反射耀光不敏感的8～12 μm長波紅外波段采集艦船目標(biāo)圖像。 如圖1所示為本研究使用的紅外偏振/強(qiáng)度圖像采集系統(tǒng), 其中主要設(shè)備為長波非制冷紅外偏振/強(qiáng)度成像儀, 工作波段為8～12 μm, 成像分辨率為644×512。 由于長波紅外熱像儀光學(xué)系統(tǒng)口徑較大, 設(shè)計了后置偏振片紅外偏振采集系統(tǒng), 即偏振片置于光學(xué)系統(tǒng)與長波非制冷紅外相機(jī)之間, 偏振片采用THORLABS公司的ZnSe偏振片, 消光比300∶1。 在采集偏振圖像時, 偏振片透光軸垂直于海平面, 旋轉(zhuǎn)偏振片至0°, 45°, 90°, 135°, 分別采集該偏振方向上的圖像。 為采集同場景下紅外強(qiáng)度圖像, 且考慮到移出偏振片對光學(xué)系統(tǒng)的影響, 設(shè)計了與偏振片材質(zhì)和厚度相同的紅外補(bǔ)償片, 移出偏振片的同時插入紅外補(bǔ)償片即可采集紅外強(qiáng)度圖像。偏振圖像采用Stokes參量表示, 如式(1)所示

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3477733