1 北京跟踪与通信技术研究所，北京 100094
2 上海航天电子技术研究所，上海 201109
3 北京航空航天大学，北京 100191
天基红外探测场景下，云的存在会对目标探测造成严重干扰，导致无法连续检测跟踪目标，降低系统探测效能。系统在凝视工作模式下，背景在一段时间周期内变化较小，可根据背景特性建模分析不同云场景下探测系统的可用度。将理论分析、图像仿真、解析建模等多种手段相结合，对云场景下天基红外探测可用度进行快速评估。首先通过对目标穿越云层时的信杂比变化进行分析，建立可用度的初步估计模型，确定可用度的影响因素。然后在图像仿真和解析建模中，基于仿真结果拟合了信杂比低于阈值图像帧数跟云参数之间的线性关系，并结合参数物理含义建立可用度解析模型，采用回归分析法确定模型系数。最后基于新的仿真工况对比天基红外探测可用度的仿真值、初步估计值和解析预测值，验证模型的准确性和鲁棒性，该模型可作为系统可用度效能评估的有益参考。
天基红外探测 云场景 信杂比 可用度 space-based infrared detection cloud backgrounds signal to clutter ratio availability
1 中国科学院上海技术物理研究所 红外探测与成像技术重点实验室，上海 200083
2 中国科学院大学，北京 100049
水下潜体运动产生的内波反映到水表会形成一定的红外弱纹理信号，这使得利用红外遥感手段探测成为可能。但是这种纹理信号的对比度很弱，而且往往和振幅很强的背景杂波混在一起，给信号的提取造成很大困难。比较了已有水面弱纹理探测方法的优缺点，提出光学滤波的方法增强水面弱纹理信号的信杂比，使这种信号的提取更容易。基于非相干光学滤波的原理和特定信杂比评估弱纹理信号提取性能的方法，对不同特定频率信号的光学滤波方法采用信杂比进行分析和评估，然后在此基础上，针对特定频率的信号优化了相应的非相干光学传递函数，通过仿真和实验验证了该方法的可行性，同时表明优化的双孔径非相干光系统对弱纹理模型和信号具有较好的提取能力，该优化的系统可以得到7%以上的信杂比增强，再结合后续的数字对比度增强技术可以进一步有效提高对弱纹理信号的提取能力。
弱纹理 信杂比增强 非相干光 光学滤波 weak texture signal-clutter-ratio enhancement incoherence light optical filtering 红外与激光工程
2021, 50(3): 20200215
1 中国科学院西安光学精密机械研究所光谱成像技术重点实验室, 陕西 西安 710119
2 中国科学院大学, 北京 100049
侧摆扩视场型干涉光谱成像仪通过在光学系统前增加侧摆反射镜来实现视场扩展的功能,然而增加侧摆反射镜会使得不同视场不同通道的光线交错分布,无法使用传统消杂光设计,给杂散光抑制带来困难。针对此类型光学系统提出了一个消杂光设计方法。当侧摆反射镜位于0°、15°、-15°视场位置时,对可见近红外系统和短波红外系统进行了点源透过率(PST)仿真分析。分析结果表明,对于所有侧摆反射镜位置,在视场外0.5°位置处空间视场方向和光谱视场方向的PST可降低至10 -3。基于观测模式,对高光谱成像仪在轨工作时的信号源与杂光源进行分析。基于PST仿真结果,对杂光源在焦平面处产生的杂光能量进行研究,并分析了高光谱成像仪的信杂比,侧摆反射镜位于0°视场位置时可见近红外系统的信杂比为0.1%,短波红外系统的信杂比为0.6%。结果表明,所提的杂散光抑制措施有效,满足星载高光谱仪对杂散光的技术要求。
散射 杂散光分析 点源透过率 信杂比 干涉光谱成像仪 光学学报
2021, 41(10): 1029001
1 南京理工大学 电子工程与光电技术学院，江苏 南京 210094
2 齐齐哈尔北方华安集团试验场，黑龙江 齐齐哈尔161000
图像融合是图像处理领域的重要内容之一。传统融合算法将源图像均做处理后按一定规则进行融合，虽然能取得不错的融合效果，但算法对图像的配准要求较高，融合图像也普遍存在细节丢失、目标不够明显的问题。为了改善上述问题，分析了红外图像和可见光图像的图像特性以及红外目标特性，将目标检测引入图像融合，利用高斯差分(DOG)滤波器提取红外图像中的目标，通过多尺度DOG图像计算获得红外图像融合系数矩阵，然后计算融合子图，最终融合获得目标明显、细节保留较好的图像,降低了对图像配准的要求。用五种常用评价指标以及信杂比和背景相似度对融合图像进行评估。实验结果表明，所提出的算法在主观视觉和客观评价指标上都要优于常用的图像融合方法。
图像融合 目标检测 高斯差分滤波器 信杂比 imaging fusion target detection DOG filter signal-to-clutter ratio 红外与激光工程
2020, 49(S1): 20200091
红外与激光工程
2020, 49(5): 20190457
1 中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
2 中国科学院红外探测与成像技术重点实验室, 上海 200083
地球同步轨道空间相机的观测视场受到杂散光的严重影响, 因此需要对其进行定量化分析。针对该相机的可见光通道, 对地球反照杂散光进行了研究。采用等效面源积分法计算了可见光通道观测6.5等星时的信杂比, 并将其与实验室及在轨实测数据进行了对比(平均误差小于15%)。结果表明, 仿真计算的精度较高。
杂散光 在轨测试 点源透过率 地球反照 信杂比 stray light on-orbit test point source transmittance earth albedo signal-to-noise ratio
1 中国科学院上海技术物理研究所,上海 200083
2 中国科学院红外探测与成像技术重点实验室(上海技术物理研究所),上海 200083
3 中国科学院大学,北京 10000
针对复杂背景下点目标的单帧检测,明确提出有效像元的检测,基于点目标的局部相关性以及目标和背景的局部差异,提出了一种改进的基于马尔可夫随机场(Markov Random Field,MRF)的点目标检测算法.该算法依据一种基于复杂背景可分性度量的信杂比(Signal to Clutter Ratio,SCR)准则对MRF进行迭代优化的初始配置.在此基础上,改进了MRF标记场的先验概率模型,设计了一种基于欧式空间度量的MRF先验概率能量函数,构造了MRF对欧式空间距离的标记场概率响应模型,并通过高阶能量函数提高了目标概率对邻域标记变化的响应能力.分析结果表明：该算法在结构化背景中的性能更优,相比于传统Potts模型在目标辐射维度的检测能力更强,是一种鲁棒性更强的检测算法.
点目标 有效像元 信杂比 迭代优化 马尔可夫随机场 point target valid pixel signal to clutter ratio iterative optimization MRF
国防科技大学 电子科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
由于具有恒虚警和自适应的能力, 恒虚警率(CFAR)是应用最为广泛的SAR图像舰船检测算法之一, 它在传统的中低分辨力图像中效果较好。但随着合成孔径雷达(SAR)幅宽与分辨力的提高, 这种检测方法已不能满足舰船检测的近实时性要求。本文针对高分辨宽幅SAR图像中的舰船检测问题, 提出了一种基于分块预判断的SAR图像舰船目标检测方法。该方法首先对SAR图像进行分块, 然后利用一个预先训练的支持向量机(SVM)分类器对所有分块进行可能性判断, 最后只对判断为存在目标的分块进行能量比检测。基于实测数据的实验表明, 本文方法较以往算法在取得较好检测效果的同时, 检测效率也有较大提升。
合成孔径雷达 舰船检测 分块预判断 支持向量机 信杂比 Synthetic Aperture Radar(SAR) ship detection block prescreening Support Vector Machines(SVM) Signal to Clutter Ratio(SCR) 太赫兹科学与电子信息学报
2016, 14(3): 378
对大气背景进行了分析, 并经计算得到了不同俯仰角下的大气辐射强度和大气 透过率; 通过分析大气层内高动态目标的辐射原理, 给出了高温气体影响下的目标红外特性的 计算模型, 并给出了不同波段的目标红外辐射强度的计算结果; 根据计算公式得到了信杂比 和探测距离, 并对其进行了分析, 最后得出了探测能力有限的结论。
红外 天基探测 高动态目标 信杂比 探测距离 infrared space-based detection high dynamic target SCR detection range
西北工业大学自动化学院, 陕西 西安 710072
针对复杂背景下的红外弱小目标检测问题，提出了一种基于形态学带通滤波和尺度空间理论的红外弱小目标检测算法。采用形态学带通滤波对红外图像进行预处理，得到红外弱小目标的潜在区域；利用高斯差分算子获得预处理后的红外图像的尺度空间，并通过尺度空间的极大值检测获得候选目标的位置和尺度；通过对候选目标的信杂比进行阈值化实现红外弱小目标的检测。实验结果和现有方法的对比证明了算法的有效性和稳健性。
图像处理 弱小目标检测 尺度空间 形态学带通滤波 信杂比 光学学报
2012, 32(10): 1015001
