抖動(dòng)對(duì)點(diǎn)目標(biāo)檢測(cè)性能影響的分析

紅外—光學(xué)圖像檢測(cè)跟蹤系統(tǒng)中，為了提高信噪比和檢測(cè)概率常常需要進(jìn)行多幀信號(hào)累積?，F(xiàn)有關(guān)于能量累積的理論和算法建立在多幀圖像中目標(biāo)在位置上相互對(duì)準(zhǔn)的假定之下。然而，在點(diǎn)目標(biāo)情況下，多幀點(diǎn)目標(biāo)位置相互對(duì)準(zhǔn)的假定通常是不成立的。該文的目的是研究點(diǎn)目標(biāo)圖像抖動(dòng)情況下多幀信號(hào)累積對(duì)信噪比、檢測(cè)概率等參數(shù)的影響。該文建立了簡(jiǎn)化的抖動(dòng)環(huán)境中隨機(jī)累積模型，通過(guò)分析抖動(dòng)對(duì)累積圖像檢測(cè)性能的影響，得到了點(diǎn)目標(biāo)檢測(cè)概率與抖動(dòng)強(qiáng)度和累積圖像幀數(shù)的關(guān)系。這些結(jié)論對(duì)點(diǎn)目標(biāo)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)有重要意義。
紅外—光學(xué)圖像檢測(cè)跟蹤系統(tǒng)中，為了提高信噪比和檢測(cè)概率常常需要進(jìn)行多幀信號(hào)累
積。現(xiàn)有關(guān)于能量累積的理論和算法建立在多幀圖像中目標(biāo)在位置上相互對(duì)準(zhǔn)的假定之下。
然而由于空間光干擾、空氣震動(dòng)和成像系統(tǒng)不穩(wěn)定等原因，成像面上像點(diǎn)存在著嚴(yán)重的抖動(dòng)現(xiàn)象[1]。抖動(dòng)造成像點(diǎn)位置信息不準(zhǔn)確，像點(diǎn)位置不是正確對(duì)應(yīng)目標(biāo)在視場(chǎng)中的真實(shí)位置，多幀點(diǎn)目標(biāo)位置相互對(duì)準(zhǔn)的假定是不成立的，多幀圖像疊加的結(jié)果不能正確反映目標(biāo)能量累積情況。這就給希望通過(guò)能量累積來(lái)提高目標(biāo)信噪比[2~5]的方法造成困難，所以抖動(dòng)成為制約點(diǎn)目標(biāo)檢測(cè)算法性能的主要因素。因此，建立抖動(dòng)點(diǎn)目標(biāo)隨機(jī)累積過(guò)程的數(shù)學(xué)模型，分析抖動(dòng)對(duì)點(diǎn)目標(biāo)檢測(cè)性能的影響，對(duì)點(diǎn)目標(biāo)檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有重要意義。
本文主要研究點(diǎn)目標(biāo)圖像抖動(dòng)情況下多幀信號(hào)累積對(duì)信噪比、檢測(cè)概率等參數(shù)的影響。
為了簡(jiǎn)化問(wèn)題，文中用高斯脈沖模擬點(diǎn)目標(biāo)信號(hào)，建立了白噪聲中抖動(dòng)點(diǎn)目標(biāo)隨機(jī)累積模型。
根據(jù)模型定義了表示累積后圖像性能的累積信噪比，進(jìn)而計(jì)算累積圖像的目標(biāo)檢測(cè)概率。最后利用隨機(jī)累積模型，仿真生成不同抖動(dòng)程度和不同累積幀數(shù)的累積圖像，并對(duì)定義的性能參數(shù)進(jìn)行了仿真計(jì)算。從計(jì)算結(jié)果可以得到抖動(dòng)對(duì)點(diǎn)目標(biāo)檢測(cè)性能的影響規(guī)律，通過(guò)分析進(jìn)一步得到可以運(yùn)用直接累積來(lái)提高圖像信噪比和檢測(cè)概率的抖動(dòng)容忍區(qū)間，并對(duì)圖像累積幀數(shù)地選擇提供了參考依據(jù)。這些結(jié)論對(duì)復(fù)雜環(huán)境中目標(biāo)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)有重要意義。