基于Simulink的红外图像处理算法仿真平台

提出一种基于Simulink的、易于工程实现的红外图像处理算法仿真技术.利用Matlab及Simulink这一强大的科学计算和仿真工具,快速地建立针对红外图像处理的仿真平台,并针对教练机的红外视频图像进行了图像滤波及边缘检测算法联合图像处理算法的仿真研究.验证了基于Simulink的红外图像处理算法相对于Visual C++编程语言的实用性、快速性,为今后快速建立针对红外目标图像的实时处理平台打下了基础.     

基于高速湍流统计模型的红外退化图像仿真

超音速飞行条件下红外成像探测系统受到气动光学效应影响,其图像畸变和模糊退化问题十分严重,严重影响了红外制导系统的制导精度。常规的气动光学效应模拟仿真研究存在大数据量计算和非连续仿真问题,不能满足地面仿真的实时性需要。提出了基于高速湍流统计模型的快速仿真算法,用于气动退化图像实时复原方法和算法研究。根据本文提出的算法仿真得到的退化图像与实际的气动退化图像相似度较高,并且模型实现简单,能够满足地面实时仿真的需要。     

红外图像的计算机仿真及仿真软件

根据红外成像理论,提出了红外图像计算机仿真的原理和方法,分析了各种辐射对成像的影响,给出了辐射计算公式及无源场景温度求解方法,说明了场景模型、大气传输模型和材料的物理特性库在红外图像仿真中的作用,介绍了一种红外图像计算机仿真软件,进行了仿真实验并给出了一些仿真图像。     

基于 SE-Workbench-IR 的红外图像仿真

可见光图像仿真生成红外基准图,对提高红外成像制导武器命中精度具有重要意义。针对实地获取红外基准图成本高、难度大的问题,借助 SE-Workbench-IR 平台,实现了由可见光图像到红外基准图的仿真。首先通过 Photoshop 软件对图像进行分层,并在 SE-CLASSIFICATION 模块对各图层的地物分别赋予对应的材质,实现纹理分类;之后,在红外可视化面板设定生成红外图像的环境参数,运行软件获得红外仿真图像。仿真之后,用红外仿真基准图进行模板匹配,并通过匹配误差、均方根误差和交叉熵来评价仿真效果。实验结果证明：指定背景环境下的红外成像仿真的效果很好。     

红外图像仿真系统的设计与实现

红外图像的获取方法有试验和仿真等多种。试验获取方法成本较高,过程复杂,提出一种利用仿真手段获取红外图像的方法,容易实现、成本低廉。首先,介绍了虚拟场景的建模方法,利用仿真建模软件MultiGen Creator建立了场景模型库,并进行大气建模和红外材质建模;其次,利用场景驱动软件Vega对所有的模型进行了驱动和渲染,生成可调用的adf文件;最后,开发了人机交互界面,通过VC++与Vega提供的API,设计实现了红外图像仿真系统,可以使场景在可见光和红外波段之间转换,也可以实现场景的实时漫游,还实现了特殊效果展示以及其他仿真功能,运行效果良好。     

基于红外图像统计模型的分割方法

提出了一种新的红外图像的统计模型,它是由高斯和广义Gamma分布复合产生的,对太阳散射、背景热辐射以及闪烁影响都可以进行准确的描述。该模型可以推导出统计矩的闭合表达式,而且取特定的参数值,模型可以变为几类常用的简单模型。模型的参数可基于统计矩估计得到,然后再根据模型实现对图像的合理分割。     

红外偏振图像的仿真

为了在获得真实偏振图像之前获得偏振图像,采用仿真的方法进行了实验研究,即先通过实验获得各种物体的偏振度建立一个偏振数据库并进行理论研究论证,再利用K-均值聚类算法对红外图像中的物体进行聚类,最后将聚类后的图像通过计算得到偏振图像。结果表明,得到的仿真偏振图像效果很明显,能够很好地区分人造物和自然物,从而验证了仿真算法的可行性。图像仿真对于更好、更方便地研究物体的偏振特性和建立偏振数据库有着非常重要的意义。     

红外偏振图像的仿真

为了在获得真实偏振图像之前获得偏振图像,采用仿真的方法进行了实验研究,即先通过实验获得各种物体的偏振度建立一个偏振数据库并进行理论研究论证,再利用K-均值聚类算法对红外图像中的物体进行聚类,最后将聚类后的图像通过计算得到偏振图像。结果表明,得到的仿真偏振图像效果很明显,能够很好地区分人造物和自然物,从而验证了仿真算法的可行性。图像仿真对于更好、更方便地研究物体的偏振特性和建立偏振数据库有着非常重要的意义。     

基于Vega的动态红外图像仿真

为提高红外图像的仿真效果,在Vega平台实现动态红外图像的仿真。首先分析了目标场景辐射特性模型、大气传输模型以及红外探测器模型,然后以F-16飞机为例详细地分析了Creator建立三维模型和在Vega平台完成动态红外图像仿真的过程,最后利用MFC和Vega API编程开发了友好的交互界面,用于不同仿真条件的切换和参数的调整。仿真实验结果表明该方法简单易行、有较高的逼真度,可为红外目标模拟器提供信号源。     

基于引导图像滤波的素描人脸图像合成技术

针对传统人脸图像合成算法存在过度平滑的问题,文中提出一种使用引导图像滤波的改进合成算法。通过引入K近邻基准算法和机器学习等理论,测试人脸图像可以得到训练图像块的线性组合表示,从而获取初始的合成结果。并在此基础上,利用引导图像滤波的方法,增强人脸素描图像的细节特征,进一步优化人脸细节纹理的展示。相关的仿真结果表明,文中所提出的合成算法有效回避了传统合成算法过度平滑的弊端,能够合成效果更加优秀的人脸素描图像。     

复杂海洋环境中弱小目标的红外辐射特性研究及图像仿真

弱小目标检测是当今研究的热点问题之一.分析目标背景的红外特性,进行红外仿真,可作为弱小目标检测算法的研究基础并为目标检测算法研究构造仿真平台.本文在建立弱小目标热模型的基础上,考虑了海面背景的辐射模型以及红外辐射的大气吸收模型,进而计算出弱小目标的红外辐射及大气衰减量,最终可获得经过大气衰减的弱小目标红外仿真图像,取得了较好的效果.     

基于DMD成像系统的红外小目标仿真

在分析红外成像仿真系统研究现状的基础上,研究了典型红外小目标的模型和移 动式滤波跟踪算法。依据飞行器内部构造及工艺材料,并结合空气动力学、物理学以及热辐射的相关理论, 从蒙皮辐射、尾喷焰等方面建立了飞行器的红外辐射模型。针对数字微镜阵列(Digital Mirror Device, DMD) 系统的特点,对模型进行了简化,提高了图像生成速度。最后利用基于数字微镜阵列的成像仿真系统平台 对模型和算法进行了实验验证。实验结果表明,该方法具有图像清晰、信噪比高、生成速度快、管道存储时间小以及 跟踪稳定等特点。     

一种基于分类矢量量化器的小目标红外图像压缩方法

本文提出了一种基于分类矢量量化器的小目标红外图像的压缩方法。首先利用图像子块的平均灰度与纹理能量这两个参数将图像划分为背景区域与感兴趣区域,然后分别对两类区域的子块进行码书设计,用相对较多的码字描述感兴趣区域,用相对较少的码字描述背景区域,这样既达到了较高的压缩比,同时又较好的保留了感兴趣区域的信息,并且编码计算量有大幅度的下降。文中对分类矢量量化器对于减小编码计算量的作用进行了理论分析。实验结果表明在相同码书尺寸的情况下本算法比直接矢量量化方法更好地保留了红外图像中的小目标信息,并且加快了编码速度。     

一种红外图像小目标滤波算法研究

提出一种红外图像滤波算法,该算法建立在小波变换算法基础上.对非平稳信号的去噪声,小波变换具有时域和频域上的局部性特性、多分辨率分析特性,非常适合用来分析和处理非平稳信号,在保证运算速度的同时也提高了滤波质量.经实验证明,该算法较好地融合了噪声消除和边界保持两大优点,大大改善了图像预处理的效果.     

基于图像滤波与Hough变换的红外弱小目标检测

针对红外传感器成像信噪比低且易受噪声、背景杂波干扰的问题,本文提出了一种基于最大中值滤波与Hough变换的红外弱小目标检测方法.该方法首先对序列图像中的每一帧进行最大中值滤波,滤波输出与原始图像相减用以预测目标可能出现的区域.对于目标可能出现的区域使用均值滤波,反之则使用最小值滤波来抑制背景结构.然后将滤波后的序列图像直接叠加得到合成图像,采用有灰度权重的Hough变换实现弱小目标的轨迹检测.实验结果表明该方法可以实现对信噪比接近1的弱小目标的检测.同时,背景的运动对该方法的检测效果没有显著影响.     

一种基于多尺度距离像的红外小目标检测方法

本文提出了一种基于背景纹理分析和多尺度距离像分析的目标检测方法.通过小波多尺度分解来提取不同分辨率下背景纹理的能量特征,并计算这些特征向量与中心向量的距离,从而得到相关的距离像,目标检测在所得的距离像上完成.在检测过程中利用红外小目标的特性,根据分析距离像统计直方图来实现检测门限的自适应选取.实验证明该方法取得了较好的效果.     

基于图像复原技术的红外小目标检测方法

提出了一种准确、快速的红外小目标单帧检测方法。该方法首先利用图像复原技术对红外小目标图像进行平滑预处理,达到去噪、提高图像对比度的效果;接着将滤波后的图像与原始图像做差分对消处理,抑制背景杂波;然后采用梯度法对残差图像进行锐化处理,凸显小目标;最后设置两个灰度级做阈值提取,从而检测到红外小目标。仿真实验结果表明本算法能快速、准确的检测出目标点,鲁棒性较好。     

对红外序列图像中小目标分割的研究

针对在云天背景下运动红外小目标的分割,对目标在图像序列表现出来的特性进行了分析.根据目标不仅在单帧图像中有自己的灰度分布特性,而且它们的灰度在相邻图像中也具有连续性,提出了一种新的分割方法.该方法把单帧图像的处理结果与相邻多帧图像滤波结果相结合,大大提高了目标的分割的精度.实验证明,该分割方法十分有效.     

基于最大化背景预测的图像预处理技术研究

提出一种改进的基于最大化背景模型的背景预测算法.此方法通过区域最大化背景模型,来减小起伏背景边缘对背景预测的影响,实现对背景更好的抑制,提高了目标的信噪比,达到了抑制干扰和增强目标的双重目的,取得了很好的预处理效果.     

红外图像序列中运动弱小目标检测的方法研究

研究在红外图像序列中检测运动弱小目标的方法.首先通过高通或形态学滤波进行图像预处理,进一步用似然比检测分割出候选目标,考虑到环境干扰造成的目标在某一帧暂时消失的情况,提出了利用目标运动特征通过选择合适的邻域判决条件并结合图像流分析提取运动弱小目标的一种方法.模拟实验表明该方法能够准确高效地检测出运动弱小目标.