背景杂波对经典人眼目标获取性能模型的修正

背景杂波严重干扰到观察者的目标获取性能,当前的性能模型在背景杂波的表征方面存在诸多不足.本文基于边缘概率(POE)背景杂波量化尺度,利用人眼视觉搜索探测特性领域的最新研究成果,提出了一种对经典的NVESD模型进行修正的新方法,并对修正模型进行了初步的验证.

基于人眼视觉系统的红外背景杂波量化技术

介绍了红外杂波的基本概念、杂波量化的要求及基本量化方式,重点讨论了人眼视觉系统中三种典型的红外杂波量化方式:基于图像纹理、基于边缘概率及基于因子分析,分析了各自的优缺点,展望了红外杂波量化技术的未来发展前景。

表征光电成像系统性能的两种不同方法

比较了表征光电成像系统性能的两种方法———最小可分辨温差法/最小可分辨对比度(MRTD/MRC)法与三角形方向辨别(TOD)法在测试样条、测量方法、适用范围、性能预测精度等方面的差别,分析了这些差别的产生机理,展望了TOD法在未来光电成像系统性能评估和测试领域的应用。

基于机器视觉系统的红外背景杂波量化技术

介绍了红外背景杂波的基本概念及机器视觉系统中的两类红外背景杂波量化方式:基于背景功率谱密度(PSD)分布模型和基于小波变换。分析了各自的优缺点及适用范围,展望了红外杂波量化技术的未来发展前景。

背景杂波对红外成像系统性能的影响

结合红外成像系统的组成结构以及红外辐射信号的传递过程,给出了杂波的定义,即杂波是场景中包含的与目标信号相似的信号,同时分析了杂波的特征依赖性和相对性。基于杂波仅通过信号处理算法对目标信号产生影响的认识,给出了杂波影响下的系统探测性能模型,并与不考虑杂波时的系统探测性能模型进行对比,指出背景杂波导致的目标检测难度远远大于不考虑杂波的情况,系统的探测性能是目标、背景间均值、方差差异的复杂函数。

一种表征红外成像系统性能的新方法

介绍了一种评估红外成像系统性能的新方法———三角方向辨别 (TOD)法。通过对TOD法进行分析 ,阐述了TOD法的基本思想 ,研究了TOD曲线和TOD准则的产生机理及其在红外成像系统现场性能评估方面的实现方法。比较了最小可分辨温差 (MRTD)法与TOD法各自的优缺点。

一种基于结构相似度的杂波尺度

为定量研究光电场景杂波,提出了一种新的杂波尺度.首先建立目标结构特征空间,将背景矢量向之投影,通过衡量投影矢量的归一化长度评价背景与目标的相似度,实现对杂波的定量度量.与以往的杂波度量方法相比,该尺度通过强调空间分布特征,剥离灰度分布影响,有效抑制环境因素变化对杂波评估稳定性的影响,同时通过以目标作为参照物,降低对背景描述的要求,使对不同场景的杂波度量有很好的适应性.实验数据分析表明,该杂波尺度能较好地预测目标与背景在结构上的相似程度以及结构相似度随距离的变化关系.

三角形方向鉴别阈值性能理论模型研究

阐述了红外成像传感器性能表征的TODT度量方法;依据频谱理论,首先确定了三角形标准靶的空间频谱描述函数;利用匹配滤波器的概念分别推导了人眼/大脑系统通过红外成像传感器可感知的非周期三角形标准靶信号和噪声;以图像视觉感知信噪比为理论基础,首次建立了红外成像传感器的TODT性能模型,并给出了计算机仿真结果.与实验测量数据比较显示了此模型预测红外成像传感器TODT度量曲线的合理性.

基于测试图像的背景杂波量化尺度评价

为了合理量化光电图像的背景杂波,针对采集的测试图像,用边缘概率尺度、统计方差尺度和相位相关尺度等三种背景杂波尺度进行了计算。以目标获取性能统计结果为基础,对这三种尺度的性能进行了验证。研究结果表明边缘概率尺度性能比较稳定;统计方差尺度的性能受图像中灰度起伏的影响比较大,对于背景的统计方差均值与目标的显著性不一致的场景,不适于用该尺度进行杂波量化;而相位相关尺度的性能受均匀背景的影响比较大,更适用于整幅图像所含信息量比较大的情况。

凝视热成像系统的三角方向鉴别阈值曲线预测

为有效评价凝视成像系统的性能,依据凝视红外成像系统对红外辐射信号的转换机理,建立了凝视红外成像系统信号响应模型;利用线性系统理论和采样理论对成像系统的传递函数进行了分析建模;借助于三维噪声模型表征了系统的噪声特性。以成像系统建模为基础,模拟生成不同尺寸、不同辐射温差的等边三角形方位靶标图像;针对不同刺激强度的三角形靶标仿真图像,统计观察者对靶标方向正确鉴别的概率,引入视觉心理测量函数———韦布尔(Weibull)函数拟合观察者鉴别概率数据,实现了三角方向鉴别阈值(TOD)曲线的预测。与实际测量结果进行比较,显示了此方法预测三角方向鉴别阈值曲线的合理性。