基于神经网络的三角阈值判别法(TOD)设计

首先阐述了三角阈值判别法(TOD)在红外成像系统性能评价中的作用,探讨了一种利用神经网络代替人眼实现TOD自动测量的手段,提出一种简单有效的实现TOD自动测量系统的方法。该方法以全硬件方案来实现,体现了神经网络的并行机制,不仅能够从数据中自动提取标靶的特征,而且还能统计数据并进行自动处理,得出最终结论,实现自动测量的要求。

扫描型红外成像系统仿真及TOD曲线预测方法研究

针对实际三角形方向鉴别(TOD)阈值温差测试的数据量大、时间长,以及测试结果常具有不稳定和不确定性等问题,提出一种扫描型红外成像系统效应仿真。建立了红外成像系统性能预测仿真平台,并对靶标效应图进行人眼判定。根据人眼判定结果对神经网络进行了训练。由基于BP神经网络的TOD阈值温差预测方法判定仿真样条的方向,统计正确的判定概率,实现TOD曲线的预测。实验结果表明:该方法预测的TOD曲线与实际测量的TOD曲线具有很好的一致性。

通过外场试验确定三角形方向鉴别阈值准则

利用外场试验数据确定了三角形方向鉴别阈值准则.基于坦克目标和三角形靶标的外场测量图像,利用必选决策分别统计了不同距离处的坦克目标和三角形靶标的鉴别概率;采用Weibull函数最小二乘方差拟合鉴别概率数据,确定了75%正确判断概率对应的三角形方向鉴别阈值准则.与约翰逊准则及国外提供的三角形方向鉴别阈值准则比较可知,基于所做试验数据估计的三角形方向鉴别阈值准则是合理的.

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.

红外成像系统MRTD测试方法研究

围绕红外成像系统重要参数最小可分辨温差(MRTD)的测试问题展开研究。首先,介绍了传统MRTD测试方法及测试原理,分析了其存在的缺陷。其次,讨论了两种MRTD客观测试方法以及在此基础上发展的智能测试方法。最后,介绍了国际上两种改进的代替测试方法最小温差接收模型(MTDP)和三角方向识别法(TOD),并分析了各自的优缺点。

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。

用于三角方向鉴别测量的客观判别模型

为减小人为因素对三角方向鉴别测量的影响,有效提高测量效率,研究了以机器视觉系统替代观察者进行三角方向鉴别测量的途径,建立了一种专门针对三角方向鉴别测量的客观判别模型。该模型以人眼视觉系统对信号的处理过程以及人眼视觉系统的主要效应为基础,利用方向通道滤波器实现图像信号分解,通过计算视觉特征矢量相关度,实现三角形靶标方向的判别。结合凝视型成像系统虚拟样机提供的三角形靶标,进行了客观判别模型与观察者的判别性能对比实验,并给出三组不同靶标尺寸下的对比实验结果。实验结果表明,客观判别模型很好地预测了观察者的判别性能。