为了提高海上红外弱小目标检测的检测精度和实时性,提出了一种基于加权场景先验的红外弱小目标检测方法.该方法首先利用目标的稀疏特性以及海面场景的非局部自相关特性,将目标和背景的分离问题转化为恢复低秩和稀疏矩阵的鲁棒主成分分析(Robust Principal Component Analysis,RPCA)问题.之后,将海面背景的先验特征信息通过加权核范数的方式加入模型,加快算法中目标和背景图像块矩阵的分解速度.最后,通过引入交替方向乘子法(ADMM)算法进一步加速求解的迭代速度.实验结果表明: 该算法能有效地提高目标检测准确率,算法实时性较原算法提高了 120%.

针对异源遥感图像在图像配准中的几何形变问题, 本文提出了一种基于几何不变性局部相似特征的异源遥感图像配准算法。 GISS算法利用加速鲁棒特征算子先对存在几何差异的异源遥感图像进行预匹配, 然后根据特征点的方向特征对图像进行旋转仿射校正, 最后引用局部相似性描述符并集成相似性度量来考察预匹配点对的相关性, 选取其中相似相关性最优的点对实行图像配准。实验结果表明, 对于存在几何形变的异源遥感图像, 具有较好的配准实现效果, 可以有效的解决异源遥感图像之间的几何形变差异问题, 具有较好的鲁棒性和配准精度。

为了解决在动态飞机监管系统中, 遥感图像飞机多目标检测准确率低的问题, 提出一种目标检测方法.首先引入两种全新的旋转不变性特征, 中心质点角与H向量; 接着对遥感飞机图像进行滑窗检测, 分别计算每一重叠块的中心质点角集、H向量相关系数; 根据模板特征匹配度设计了相应的得分系统, 再结合非极大值抑制等算法确定检测窗口内是否存在飞机.用不同场景下的遥感图像飞机进行多目标检测实验, 结果表明该方法平均F1分数达到90%以上, 相比传统方法, 召回率与查准率更高, 且适用范围更为广泛.

基于时间延迟积分的红外点目标探测系统在推扫成像过程中会受到速度失配的影响导致点目标的探测性能降低.基于调制传递函数的传统频域建模分析方法由于缺少相位传递函数的介入, 无法对目标探测性能的影响进行有效分析.为了解决该问题, 采用成像系统的点扩散函数以及线扩展函数建立了成像系统的速度失配模型, 并对速度失配对目标检测系统的影响进行了研究.模型理论计算以及实际成像实验结果表明, 当时间延迟积分级数为8级, 速度失配量ΔV/V=25%时, 点目标能量响应均值下降50％, 当速度失配达到ΔV/V=12.5%时, 点目标能量响应均值下降30％.研究结果可为后续红外时间延迟积分成像系统的设计提供参考.

为了消除海上红外弱小目标检测中图像背景杂波和噪声的影响, 提出了一种基于时空非局部相似性的红外图像弱小目标检测方法.该方法充分利用了相邻帧的红外图像序列间海面背景图像块的非局部自相关特性以及每帧内非局部背景图像块间的相似特性, 并引入时空域图像块模型, 该模型可利用加速近端梯度方法来有效求解.实验结果表明, 与传统的红外弱小目标检测方法相比, 所提方法不仅能更有效地保留目标的特征信息,还能使红外图像的峰值信噪比提高1.2倍以上, 信杂比提高1.8倍以上.

在海事搜救过程中, 机载红外相机拍摄的红外图像由于直升机振动、气流扰动、高速飞行以及红外相机摆扫等因素, 严重影响图像质量.根据直升机载红外相机成像特点, 提出了一种基于噪声分析和稀疏正则化的图像盲复原方法.该方法首先分析了成像过程中的噪声分布, 并对噪声进行预处理, 再根据稀疏表达理论, 用图像边缘的稀疏先验信息指导点扩散函数复原, 接着通过非盲复原方法得到目标图像, 将目标图像作为下一次迭代的输入图像, 如此循环迭代得到清晰图像.最后, 对仿真模糊图像和实拍模糊图像进行了复原实验.实验结果表明这种方法能有效改善图像质量, 并且在处理实拍运动模糊图像时, 相比其他复原方法效果更好.

设计的软件安全模块是一个外置的硬件模块，提供版权保护、核心数据加密、稳定运行监控等功能。外置安全模块采用USB与PC主机连接，通过将安全模块内的微控制器虚拟为USB大容量存储设备，实现了免驱动的便携数据通道。设计了一种基于报文的分层通信协议栈作为安全模块与PC的通信规约，实现安全可靠的数据通信，并提供通用的调用接口。以电缆载流量分析软件为应用实例，说明安全模块的使用方法。

从海缆历史温度数据中分析出海缆的老化或者故障位置是工程应用中急需解决的问题。针对上述问题, 采用EMD(经验模态分解)算法提取出海缆每一处历史温度数据的时频特征, 再通过矩阵相似度来衡量不同位置点海缆时频特征的相似度大小, 最后通过分析对比相似度的异常来确定海缆老化或故障的位置。实例验证结果表明, 问题海缆位置点与正常海缆位置点之间的相似度远小于正常海缆位置点之间的相似度, 因而能预测出所有问题海缆的位置点。