过采样扫描探测性能对比分析

分析了单采样和过采样两种扫描探测体制的成像原理,并建立了扫描图像仿真模型。在不同云层杂波场景下从目标能量收集、背景杂波抑制和弱小目标检测三个方面对单采样和过采样扫描图像进行了对比分析。理论分析和仿真结果表明：过采样扫描探测体制更有利于收集目标能量,杂波抑制能力较优,对弱小目标的探测能力更强。     

不同采样体制对点目标的定量检测性能

围绕单采样和过采样扫描探测体制下的点目标定量检测性能,基于亚像元的采样模型,建立了一定分辨率条件下探测不同高度、尺寸目标的成像链路仿真模型,从目标信号采集能力、背景及杂波水平影响、检测能力和测量特性四个方面对比分析了相同瞬时视场的单采样、过采样以及两倍瞬时视场的过采样三种规格采样体制的目标检测性能。分析结果表明：相同瞬时视场的过采样比单采样更有利于目标信号的采集,检测能力更强,两倍瞬时视场的过采样对目标信号有抑制作用,不利于低信杂比情况下的目标探测;两种规格的过采样对背景信号及杂波均有抑制作用;两种规格的过采样对目标辐射强度都有明显的过采集误差,必须进行修正。     

常规采样与过采样点目标检测性能比较分析

对于红外扫描有效载荷等光电探测系统,瞬时视场的减小(提高分辨率)对抑制背景杂波、提高检测概率和降低虚警率具有重要意义。过采样技术一直是提高仪器成像分辨率时的研究热点。针对点目标探测系统,对常规采样和过采样两种采样体制进行了对比分析。结果表明,在响应的标准差、平均响应和超出率方面,过采样系统具有明显优势。     

基于深度卷积神经网络的红外过采样扫描图像点目标检测方法

针对红外过采样扫描成像特点,提出一种基于深度卷积神经网络的红外点目标检测方法.首先,设计回归型深度卷积神经网络以抑制扫描图像杂波背景,该网络不含池化层,输出的背景抑制图像尺寸与输入图像一致;其次,对抑制后的图像进行门限检测,提取候选目标小区域原始数据;最后,将候选目标区域数据依次输入分类型深度卷积神经网络以进一步判别目标、剔除虚警.生成大量过采样训练数据有效训练两个深度网络.结果表明,在不同杂波背景下,该方法在目标信杂比增益、检测概率、虚警概率和运算时间等方面,均优于典型红外小目标检测方法,适用于红外过采样扫描系统的点目标检测.     

双向过采样系统点目标采样模型与检出方法

传统的采样系统对点目标的能量收集能力差,图像信噪比低,像斑面积小。为了克服传统采样的缺点,在对弱点目标进行探测时可以采用双向过采样技术。建立了点目标采样系统的数学模型,分析了双向过采样系统对点目标的检测性能。通过点目标采样系统的数学模型,得到了双向过采样系统点目标像斑分布均匀、灰度梯度小、有一定的面积的特点。从而设计出针对双向过采样系统的点目标检出方法。采样模型得到的像斑能量分布表明,双向过采样系统对点目标的能量收集能力强,点目标像斑面积大,信噪比稳定,采样系统对点目标的空间相对位置有很强的适应能力。仿真分析表明,目标检出方法能够有效提高点目标图像的信噪比。     

欠采样与过采样技术研究

数据采集面临两类问题:要有更高的采样率,来满足对高频信号的采样需求;能有更大的采样动态范围,来满足对微弱信号的采样需求。欠采样技术和过采样技术的出现很好地解决这两个问题。文章将解析欠采样和过采样的基本原理,并利用欠采样和过采样解决实际遇到的问题。     

利用过采样探测提高线阵扫描相机的空间分辨率

从航天工程的特殊工作环境出发,不单纯在理论上推导如何提高线阵扫描相机的空间分辨率,而是在远距离、低能量的环境下,从系统的角度研究了图像配准程度、信噪比和时间分辨率对空间分辨率的影响关系,进而提出了过采样探测系统的设计约束条件.在不能降低相机时间分辨率和信噪比的条件下,提出了一种利用过采样技术将线阵扫描相机空间分辨率提高20%的新方法.     

基于时－空过采样系统的点目标检测性能分析

为了提高扫描成像系统对于点目标的探测性能,提出了时-空过采样点目标探测体制,并对其进行了目标检测性能分析。首先,分析了单采样体制在点目标探测中易存在跨像元导致的目标能量分散问题,以及探测器随机高强度噪声及空间质子流尖峰信号导致的虚警问题;然后,提出了用于点目标扫描探测的时-空过采样体制。最后,基于图像信噪比对相同光学系统下单采样和时-空过采样系统的目标检测性能进行了比较分析。分析结果表明,通过过采样方式能够实现目标能量集中到一个像元,保证了图像信噪比需求。通过高分辨率融合使得目标尺度大于噪声及尖峰的尺度,目标尺度最大扩展至3?3像元,基于目标空间相关的处理可以有效降低虚警,提升系统检测性能。     

基于时－空过采样系统的点目标检测性能分析

为了提高扫描成像系统对于点目标的探测性能,提出了时-空过采样点目标探测体制,并对其进行了目标检测性能分析.首先,分析了单采样体制在点目标探测中易存在跨像元导致的目标能量分散问题,以及探测器随机高强度噪声及空间质子流尖峰信号导致的虚警问题;然后,提出了用于点目标扫描探测的时-空过采样体制.最后,基于图像信噪比对相同光学系统下单采样和时-空过采样系统的目标检测性能进行了比较分析.分析结果表明,通过采样方式能够实现目标能量集中到一个像元,保证了图像信噪比需求.通过高分辨率融合使得目标尺度大干噪声及尖峰的尺度,目标尺度最大扩展至3×3像元,基于目标空间相关的处理可以有效降低了虚警,提升系统检测性能.     

基于过采样抽取子带处理的宽带雷达杂波抑制

针对宽带雷达目标回波在相参处理时间内存在越距离单元走动的问题,提出了一种基于过采样抽取子带处理的宽带雷达杂波抑制与目标回波相参积累的方法。通过过采样离散傅立叶变换（DFT）调制滤波器组将宽带雷达回波分为若干子带,每个子带内目标回波不存在越距离单元走动,从而可以通过对相参回波序列的加权处理实现杂波抑制和目标回波的相参积累,将各子带的处理结果通过综合滤波器组重构得到相参积累后的目标距离像。由于采用了过采样抽取滤波器组,子带加权处理所产生的剩余混叠失真很小,因此,与传统的基于2维快速傅立叶变换（FFT）的处理方法相比,可以获得更大的信杂比改善因子和更小的重构距离像失真。通过理论分析和仿真实验证明了该方法对宽带雷达杂波抑制和目标回波相参积累的有效性。     

一种融合预测过采样的运动目标检测算法

为了改善运动目标检测的精度,提出了一种融合了预测过采样的运动目标检测新方法.首先,基于二维傅里叶变换预测当前帧的目标形状并计算形状相似度;然后,从历史检测结果中选择一定数量的参考帧,使用光流法跟踪目标像素点在参考帧与当前帧之间的运动轨迹,并以像素点轨迹为参考在采样区间执行稠密过采样;最后,基于过采样样本构造前景模型,并在图分割框架内联合使用前景背景模型实现目标检测.在公共数据与自采数据集上对所提方法进行了实验验证,结果表明,相对于经典的运动目标检测算法,所提方法能够有效提高检测精度.     

基于线扫描分析的点状目标检测和分割

根据点状目标在图像空间呈现的局部峰值或极小值区域一般具有全向对称和高斯分布特性,提出一种新颖的旋转线扫描算子对点目标的截面进行特征分析,并结合局部峰值分析和梯度信息,实现点目标的检测与分割。实验结果表明,本文算法对点目标外观如大小、局部的对比度和灰度变化具有良好的适应性;在手机隔板砂粒检测中,算法检测准确率达到0.993;而在视网膜眼底图像微脉瘤病变检测中,在可临床接受的误判率(1.08FP/image)前提下,检测准确率为0.42。大量实际图像测试表明,本文算法具有良好的检测性能和鲁棒性,并且节约资源和时间成本。     

雷达仙波的抑制方法研究

仙波在特殊的气候条件下出现,会导致雷达终端显示器出现成片的慢速运动“目标冶,从而严重影响雷达的性能。文中结合某中重频雷达的实测数据,分析了雷达实测数据中仙波的特征,根据仙波的多普勒频率特征提出了分别基于自适应动目标显示、自适应动目标检测(MTD)处理的仙波抑制方法。由于仙波的多普勒频率未知,提出一种在MTD处理基础上对检测结果所在多普勒通道进行简单判断的仙波抑制方法。实测数据处理结果表明,三种方法都对仙波具有良好的抑制作用。     

过采样技术在扭矩扳子检定仪中的研究

过采样技术能够有效减小模数转换过程的噪声功率,从而提高模数转换器的分辨率。基于奈奎斯特采样定理,对模数转换器的采样频率和量化误差进行分析。通过理论分析得出,每增加一位分辨率需要增加4倍采样频率,并提出了3个影响过采样技术有效性的因素。通过在扭矩扳子检定仪中的应用过采样技术,使扭矩扳子检定仪的模数转换器提高了4位分辨率。在此基础上,对过采样技术进行了改进,使扭矩扳子检定仪的精度提高到0.3%以上。     

基于脱靶量的水下目标激光扫描探测模型

蓝绿激光在水下目标非声探测中具有广泛的应用前景,但现有的探测模型尚未考虑探测概率与自导系统的匹配问题。为了获得最佳探测效果,建立基于脱靶量的水下目标激光周视扫描探测模型。仿真结果表明:随脱靶量增加,在相同发射频率下,增大光束发射倾角能显著提高探测概率,但减少了后级系统的处理时间;此外,随脱靶量增加,为避免探测漏检,应提高发射频率,减小光束发射步进角度。最后,通过仿真分析给出不同脱靶量下探测系统关键参数的最优设计。文中所建模型对探测系统、自导系统的匹配设计提供了一定的理论参考。