基于改进YOLOv3的小目标检测算法

为有效解决小目标难以召回、易发生漏检的问题,提出一种基于特征融合和特征增强的YOLOv3改进算法。为增强模型的泛化性能,训练时利用Mosaic和Mixup方法联合数据增强。首先,为改善小目标检测召回率低的问题,延伸原特征融合网络至更浅层,并添加自底向上特征金字塔,使浅层特征层的细节和定位信息更多地传递至深层;其次,提出一种特征增强模块,增大感受野,使浅层特征层获得丰富的深层语义信息,优化特征层的表达能力;最后,将GIoU作为回归损失函数,以降低漏检率,实现更准确的回归。在Pascal VOC2007和VOC2012上进行仿真实验,实验结果表明,改进算法在保证检测速度的前提下,mAP(mean average precision)值提高4.4%。结果充分证明本文算法能有效提升小目标检测性能。

基于改进Deeplabv3+的瓷砖表面缺陷检测

针对目前瓷砖表面缺陷检测时存在的模型运行速度慢、边缘特征提取不准确等问题,提出一种改进Deeplabv3+的瓷砖表面缺陷检测方法。首先使用轻量级的主干网络MobileNetv2替换Deeplabv3+的主干网络Xception,该主干网络能降低模型的复杂度,减少计算量,提高算法运行速度;再引入注意力机制模块CBAM,使改进后的算法更加关注边缘缺陷信息和小尺度缺陷信息,抑制非必要信息,提高分割精度。实验证明,改进后网络的MPA值达到96.41%,MIou值达到91.65%,FPS为47.44,Accuracy值为94.88%,相比改进前的模型指标分别提升6.33%、7.76%、5.45、4.56%,分割精度和检测速度都有明显提升。实验结果充分证明改进后的算法能够有效完成瓷砖表面缺陷检测任务。

一种基于改进剩余谱的红外舰船目标显著性检测方法

为了解决传统显著性检测方法在红外舰船目标检测中精度不高的问题,提出了一种基于改进剩余谱的显著性检测方法。该方法首先利用自适应六边形中值滤波和小波图像融合对红外图像去除噪声;然后在剩余谱显著性检测算法的基础上,引入超像素分割处理舰船目标区域以减少计算量,同时保留舰船目标的边缘信息;此外,引入目标掩码排除背景干扰以提高算法的准确性;最后,通过提取图像的显著图实现舰船目标的检测。实验证明,该方法相较于改进之前检测舰船目标的准确性提高了约3%,在岛屿等复杂背景下能够准确检测出舰船目标。

动态红外景象生成方法研究

综述了目前计算机红外图像生成的思路和方法,对目标、背景、大气传输及传感器效应模拟的具体方法进行了分析、比较,并指出了适用范围;从红外景象产生的器件角度介绍了目前先进的悬浮薄膜电阻和激光二极管产生技术,并指出红外景象产生器件的发展方向;最后对红外景象生成技术进行了分析和展望。

基于OpenGL的舰船目标红外图像生成

文中基于OpenGL对舰船目标进行红外热像模拟,根据红外物理和传热学知识,综合考虑面元之间辐射、传导、对流以及面元与周围大气、海面、太阳之间的辐射、对流,建立较为完善的舰船目标红外物理模型,计算出舰船各部分的温度分布及辐射亮度分布。根据辐射亮度量化为灰度信息,经过建模、视点变换、环境设置等一系列处理并渲染输出红外图像,并利用双缓存技术实现动态红外图像的生成。

粗糙海面的红外辐射计算

为了研究海面的红外辐射特性,提出了基于二维反射率的粗糙海面红外辐射计算方法。综合考虑海面红外辐射的各个因素,建立了海面的红外辐射模型,全面考虑风速、风向、遮蔽效应等各种影响,推导出粗糙海面的二维反射率计算方法,并进而计算出海面的红外辐射亮度。利用该计算方法,有效计算了中波和长波海面的红外辐射亮度,相比于经验公式计算方法,计算结果与实测数据有较好的一致性,该计算模型可以为海面背景的红外特性分析、探测及仿真提供参考数据。

基于OpenGL红外视景仿真研究

在建立目标三维温度场和红外辐射场的基础上,考虑相应的大气传输修正,提出了基于OpenGL的目标和背景模拟方法;简单介绍了基于OpenGL工具创建三维图形的步骤,并依据创建步骤对目标、背景模拟生成进行具体分析;借助于专业的CAD软件对目标进行几何建模,并将计算的辐射亮度量化为灰度值进行渲染处理;依据数据库技术,选用合适实拍背景图像处理后纹理映射生成背景;并利用OpenGL的双缓存技术实现红外视景的动态生成.

基于光学厚度的云红外辐射计算

为了研究不同物理厚度和不同波段下云的红外辐射特性,提出了基于光学厚度的云红外辐射计算方法。综合考虑云的红外辐射的各个因素,建立了较为完善的云的红外辐射模型,引入光学厚度经验计算公式,并根据光学厚度针对中波和长波红外分别计算了云的发射率、反射率和透过率,进而得到云的红外辐射亮度分布。利用该计算方法,计算了中波和长波红外云的辐射亮度数值,计算结果表明:随着光学厚度增大,云的发射率和反射率增大,探测器接收到的云红外辐射增强。比较发现,该计算结果与实测数据有较好的一致性,该计算模型可以为云背景的红外特性分析、探测及仿真提供参考数据。

基于OpenGL实时红外视景仿真研究

实时红外视景仿真已成为红外成像制导武器设计和评估的重要方法 ,仿真的关键环节在于红外视景图像的生成 ,具有重大的军事和经济意义。文中简单介绍了基于OpenGL工具创建三维图形的步骤 ,并依据创建步骤对目标模拟、背景生成以及红外视景的动态生成进行具体分析 ;对目标模拟借助于专业的CAD软件进行几何建模 ,对模型面元划分后进行温度场和红外辐射亮度的计算 ,并量化为灰度值进行渲染处理 ;依据背景数据库技术 ,选用合适背景图像利用纹理映射技术生成所需背景 ;动态红外视景仿真对实时性要求很高 。

改进YOLOX-S的红外舰船目标检测算法

红外舰船目标检测与识别技术是反舰导弹红外成像制导的关键,对于武器装备制导性能具有重大意义。针对在复杂环境下红外舰船目标检测的精度和速度问题,提出了改进YOLOX-S的红外舰船目标检测算法。首先引入深度可分离卷积(depthwise separable convolution)代替FPN(feature pyramid network)及YOLOHead残差结构中的传统卷积,降低模型的参数量;其次引入ECANet通道注意力机制,提高网络的注意力,降低舰船目标的虚检率和漏检率;最后使用CIoU损失函数,进一步提高网络的检测准确率。实验表明,改进后算法的检测平均精度(AP)达到98%,检测速度为56帧/s,对比改进前YOLOX-S算法,检测速度与平均精度分别提升6帧/s和3%,且模型更加轻量化。实验结果充分证明本文提出的算法能够有效完成红外舰船目标检测任务。

基于直方图分析的红外仿真图像验证方法研究

红外仿真图像的真实性和逼真度决定着红外成像制导仿真的有效性,红外仿真图像的验证方法研究具有重要的意义。本文提出一种基于灰度直方图的红外仿真图像验证方法,并建立了验证评价综合指标,该方法采用一维直方图研究红外仿真图像的亮度、对比度和信息量,以验证辐射亮度和辐射对比度的准确性;通过二维直方图研究图像像素之间的灰度空间关系,验证仿真图像的像素空间相关性。实验证明,该方法适合对红外仿真图像进行客观质量验证评价,进而可评价辐射模型和图像生成算法的真实性和有效性。

海洋战场环境下天空的红外图像生成研究

红外成像仿真已成为红外成像制导武器设计和评估的重要方法,具有重大的军事和经济意义。仿真的关键环节在于红外图像的生成。提出了基于分形技术的天空背景红外图像生成的技术方法,综合考虑海洋战场环境下天空背景辐射的各个因素,对晴空条件下的天空辐射分量进行了分析计算,并根据视点建立了云的红外辐射模型,计算出云的各个辐射分量,得到天空及云的红外辐射亮度。将天空及云的辐射亮度量化为灰度等级,并利用分形技术实现天空红外图像生成。天空背景的红外图像生成方法可行,结果可信。

反舰导弹红外图像生成研究

红外成像仿真的关键环节在于红外图像的生成,反舰导弹的红外图像生成是重要的研究内容,具有重要的军事意义。基于理论分析和计算机技术提出了导弹目标红外图像生成的方法,根据红外物理学、空气动力学以及传热学等基本理论,建立导弹目标的红外理论模型,计算出蒙皮、尾喷管和尾喷焰等重点辐射区域的温度场和辐射场,利用灰度等级描述红外辐射信息,经过建模、视点变换、环境设置等一系列处理并渲染生成红外图像。实验结果证明,红外图像生成方法可行,结果可信。

基于结构相似度和保真度的红外成像传感器仿真评价方法研究

红外成像传感器系统典型效应建模与仿真的真实性和逼真度决定着红外成像制导仿真的有效性,因此研究红外成像传感器系统的典型效应仿真评价方法具有十分重要的意义。针对目前红外成像传感器仿真评价方法不足的问题,基于结构相似度(Structural Similarity,SSIM)和保真度提出了一种红外成像传感器仿真图像验证评价方法。采用SSIM评价了仿真图像的亮度、对比度和结构相似度,并采用保真度评价了仿真图像的空间几何特征和灰度特征。实验结果表明,该方法可有效评价红外成像传感器的模糊、噪声等退化效应,适于对红外传感器建模与仿真图像进行客观质量验证与评价。

红外成像传感器效应建模与仿真的验证评价方法

为解决红外成像传感器系统典型效应建模与仿真的验证评价问题,基于全参考图像质量评价方法提出了一种验证评价方法。在红外实拍和典型效应仿真图像的基础上,采用逐像素比较和统计比较相结合的分析方法,综合直方图统计、结构相似度、保真度等评价指标进行全面验证评价。实验结果表明:综合评价结果与直方图、傅里叶频谱数据分析一致,与主观评判结果相符。该评价方法可有效对红外成像传感器效应建模与仿真图像进行置信度评价。

红外成像传感器建模与仿真技术研究进展

通过对红外成像传感器系统效应建模与仿真进行研究,不仅可以较真实地对红外成像武器系统进行分析、测试和评估,而且还可为红外传感器性能分析和设计提供依据,因此具有重要的军事和经济意义。分析了红外成像传感器效应建模与仿真方法的研究现状,详细介绍了几种典型的红外传感器模型,并对红外传感器效应建模与仿真技术提出了几点看法。

成像型精确制导系统仿真技术研究

成像型精确制导系统仿真在武器系统的设计、研制中发挥着越来越重要的作用,具有重要的军事和经济意义。基于半实物仿真原理,通过闭环和开环仿真评估方式,构建成一个成像型精确制导系统仿真评估平台,对电视和红外导引头的图像处理算法、搜索算法、识别算法、跟踪算法进行了验证评估,并完成对电视、红外成像导引头的抗干扰性能评估。

无人机光电侦察、监视技术研究

无人机是获取战场情报、进行侦察和监视活动的良好平台,将成为未来战争中的重要武器,而其侦察和监视能力的提升更依赖于无人机光电系统技术的发展。介绍了无人机的光电设备及光电系统的侦察、监视技术,并对无人机光电系统技术的发展趋势加以展望。

飞机红外图像生成研究

红外成像仿真的关键环节在于红外图像的生成,飞机目标的红外图像生成是重要的研究内容,具有重大的军事意义和经济意义。基于理论分析和计算机技术提出了飞机目标红外图像生成的方法,根据红外物理学、空气动力学以及传热学等基本理论,建立飞机目标的红外理论模型,计算出蒙皮、尾喷管和羽烟等重点辐射区域的温度场和辐射场,利用灰度等级描述红外辐射信息,经过建模、视点变换、环境设置等一系列处理并渲染生成红外图像。实验结果证明,红外图像生成方法可行,结果可信。

面向部队、面向实战,提高院校教员装备教学能力

教员是实施教学的主体,教员的能力决定着教学的成败。提高教员自身装备教学能力以适应面向部队、面向实战的需要,是当前亟需解决的问题,也是培养岗位合格军事人才的关键环节。文章在阐述装备教学对教员能力素质要求的基础上,分析了目前院校教员队伍存在的问题,探讨了提高教员装备教学能力的思路和途径。