基于稀疏重构的空间邻近目标红外单帧图像超分辨方法 被引量：10

1

作者 张慧 徐晖 林两魁 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期52-59,共8页

针对现有算法难以利用单帧红外图像实现空间邻近目标(CSO)的超分辨问题,提出了一种基于稀疏重构理论的单帧超分辨方法。该方法充分利用了目标在焦平面阵列(FPA)分布的稀疏性以及光学系统点扩展函数(PSF)的结构特性,通过对FPA离散化网格... 针对现有算法难以利用单帧红外图像实现空间邻近目标(CSO)的超分辨问题,提出了一种基于稀疏重构理论的单帧超分辨方法。该方法充分利用了目标在焦平面阵列(FPA)分布的稀疏性以及光学系统点扩展函数(PSF)的结构特性,通过对FPA离散化网格采样构造稀疏量测模型,并将建立的1范数正则化问题转化为二阶锥规划问题求解;然后针对稀疏度过估计的重构结果,采用贝叶斯信息准则(BIC)实现模型选择,最终获得对目标个数和位置的准确估计。多组仿真场景验证了算法的有效性和超分辨能力;相比于已有算法,所提算法不仅提高了分辨正确率和位置估计精度,同时大幅缩减了计算耗时。 展开更多

关键词 成像系统 稀疏表示 超完备字典 空间邻近目标 超分辨 红外图像 e1范数正则化

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空间邻近目标跟踪与航迹关联的联合优化算法 被引量：8

2

作者 董凯 刘瑜 王海鹏 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期1211-1217,共7页

针对单传感器跟踪空间邻近目标过程中存在航迹交错的问题,提出一种基于分布式多传感器融合结构的跟踪与航迹关联联合优化算法。该算法在单帧航迹全局最优航迹关联的基础上,通过航迹关联质量检测传感器航迹是否存在交错,然后构造交错航... 针对单传感器跟踪空间邻近目标过程中存在航迹交错的问题,提出一种基于分布式多传感器融合结构的跟踪与航迹关联联合优化算法。该算法在单帧航迹全局最优航迹关联的基础上,通过航迹关联质量检测传感器航迹是否存在交错,然后构造交错航迹对的拟测量,并根据拟测量误差协方差计算融合"测量",最后由融合中心对融合"测量"进行全局最优点迹-航迹互联和交互多模型(IMM)滤波更新融合航迹。考虑分布式融合系统约束情况,给出采用次优拟测量的替代方法。仿真结果表明,与传统航迹关联算法相比,联合优化算法能够明显提高目标跟踪精度和身份正确率。 展开更多

关键词 空间邻近目标 航迹交错 航迹关联 联合优化

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一种基于多模型高斯逆Wishart PHD滤波器的空间邻近目标跟踪方法 被引量：6

3

作者 张慧 徐晖 +2 位作者 安玮 盛卫东 龙云利 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期206-212,共7页

将空间邻近目标(Closely Spaced Objects,CSOs)整体建模为扩展目标(Extended Target,ET),用随机矢量和随机矩阵分别描述CSOs质心运动和扩散状态,并采用高斯逆Wishart(Gaussian inverse Wishart,GIW)概率假设密度(Probability Hypothesis... 将空间邻近目标(Closely Spaced Objects,CSOs)整体建模为扩展目标(Extended Target,ET),用随机矢量和随机矩阵分别描述CSOs质心运动和扩散状态,并采用高斯逆Wishart(Gaussian inverse Wishart,GIW)概率假设密度(Probability Hypothesis Density,PHD)滤波器实现杂波和漏检条件下CSOs的稳定跟踪.修正了原GIW-PHD滤波器量测模型和形状估计的缺陷,给出新的递推表达式,并在此基础上提出一种多(形变)模型GIW-PHD滤波器,以适应CSOs分裂和融合引起的形状变化.仿真结果表明,所提算法能够有效跟踪CSOs,状态估计比原GIW-PHD更加准确,对CSOs的变化更加敏感. 展开更多

关键词 红外传感器 像平面 空间邻近目标 扩展目标概率假设密度滤波器 多模型 高斯逆Wishart分布

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基于可逆跳跃马尔可夫链蒙特卡罗方法的空间邻近目标红外像平面分辨 被引量：5

4

作者 林两魁 徐晖 +1 位作者 许丹 安玮 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期96-103,共8页

空间邻近目标在红外像平面的成像相互交叠,形成簇状像斑,为实现对各目标的有效跟踪与识别,必须对其进行分辨。提出了基于可逆跳跃马尔可夫链蒙特卡罗(RJMCMC)的空间邻近目标红外像平面分辨方法。在对多点源目标的红外像平面成像建模基础... 空间邻近目标在红外像平面的成像相互交叠,形成簇状像斑,为实现对各目标的有效跟踪与识别,必须对其进行分辨。提出了基于可逆跳跃马尔可夫链蒙特卡罗(RJMCMC)的空间邻近目标红外像平面分辨方法。在对多点源目标的红外像平面成像建模基础上,建立了基于贝叶斯推理的空间邻近目标红外像平面分辨框架,以可逆跳跃马尔可夫链蒙特卡罗方法实现了待估参数后验分布的计算,联合检测和估计出目标个数、各目标像平面投影位置和辐射强度参数。以中段弹道空间邻近目标的天基红外监视为例进行了仿真分析,结果表明,该方法能有效地分辨空间邻近目标中的目标个数和各目标投影位置和辐射强度。 展开更多

关键词 信号处理 红外分辨 可逆跳跃马尔可夫链蒙特卡罗 空间邻近目标

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基于Gibbs抽样的红外成像小间距目标分辨方法 被引量：3

5

作者 刘涛 陈豪 +1 位作者 姜卫东 黎湘 《信号处理》 CSCD 北大核心 2010年第8期1193-1199,共7页

利用红外成像系统跟踪多个相距很近的点目标时,目标在成像面上的弥散像会发生交叠,导致成像系统无法有效分辨这些目标。本文提出了一种分辨这类小间距目标(Closely Spaced Objects,CSO)的新方法,通过建立小间距目标的成像模型,采用Gibb... 利用红外成像系统跟踪多个相距很近的点目标时,目标在成像面上的弥散像会发生交叠,导致成像系统无法有效分辨这些目标。本文提出了一种分辨这类小间距目标(Closely Spaced Objects,CSO)的新方法,通过建立小间距目标的成像模型,采用Gibbs抽样方法对小间距目标在焦平面上的中心位置和响应幅度进行估计,并利用贝叶斯信息准则(Bayesian Information Criterion,BIC)检测目标数目。针对仿真生成的红外图像进行了仿真实验,实验结果表明本文方法对小间距目标的分辨是有效的。 展开更多

关键词 红外成像 GIBBS抽样 小间距目标 贝叶斯信息准则

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一种红外多传感器对中段弹道空间邻近目标的联合超分辨弹道估计方法 被引量：2

6

作者 林两魁 安玮 徐晖 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1466-1474,共9页

分析红外焦平面(IRFRA)对中段弹道空间邻近目标(CSO)的成像特点,指出星载红外传感器为实现对空间邻近目标的跟踪必须对其进行超分辨。提出了一种中段弹道空间邻近目标联合超分辨与弹道估计新方法。该方法结合红外焦平面成像模型和中段... 分析红外焦平面(IRFRA)对中段弹道空间邻近目标(CSO)的成像特点,指出星载红外传感器为实现对空间邻近目标的跟踪必须对其进行超分辨。提出了一种中段弹道空间邻近目标联合超分辨与弹道估计新方法。该方法结合红外焦平面成像模型和中段弹道动力学模型,使得能够同时利用红外多传感器的多帧信息,基于最小二乘准则建立联合超分辨弹道估计目标函数,并分析选择各目标的起始状态参数作为模型参数。针对目标函数的高维非线性特点,推导最小化意义下等价的降维目标函数,采用量子粒子群优化算法最优化该降维目标函数直接求解模型参数,进而计算出各目标的弹道和辐射强度,实现中段弹道空间邻近目标的联合超分辨与弹道估计。仿真结果验证了该方法的有效性,且相比于传统的先单传感器单帧超分辨、然后多传感器多帧测角数据关联与滤波方法,新方法在避免数据关联复杂问题的同时,其弹道估计精度更高、分辨能力更强。 展开更多

关键词 空间邻近目标 超分辨 弹道估计 粒子群优化 红外多传感器 中段弹道

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基于稀疏重构的光学传感器扩展目标量测划分（英文） 被引量：2

7

作者 王雪莹 王铁兵 +2 位作者 张慧 李骏 安玮 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期101-106,共6页

提出一种稀疏重构框架下利用幅度实现扩展目标量测划分的方法.利用衍射受限光学系统特性对像平面进行网格采样,建立稀疏重构模型及"超完备字典".通过重构挖掘像元幅度值中的有效信息并基于成像机理对重构出的非目标量测进行... 提出一种稀疏重构框架下利用幅度实现扩展目标量测划分的方法.利用衍射受限光学系统特性对像平面进行网格采样,建立稀疏重构模型及"超完备字典".通过重构挖掘像元幅度值中的有效信息并基于成像机理对重构出的非目标量测进行抑制处理,利用重构出的亚像元级目标位置、幅度信息实现目标量测的划分.仿真结果表明:信噪比为6dB时,本文算法比传统方法在实现对所有扩展目标量测的正确划分上提前30s,对目标探测信息能充分利用,在量测划分准确性上比依靠距离划分的传统方法有较大提高,尤其在低信噪比条件下较传统方法量测划分的准确性提升明显. 展开更多

关键词 天基监视 光学传感器 空间近邻目标 扩展目标 量测划分 稀疏重构

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阵列相机图像邻近目标超分辨方法

8

作者 安成锦 杨俊刚 +3 位作者 梁政宇 陈芊羽 曾瑶源 安玮 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第11期4050-4059,共10页

空天威胁目标通常距离成像系统较远,导致其在图像中信噪比低、尺寸小,即呈现为弱小目标。由于系统分辨率限制,当目标以密集目标群出现时,往往在图像中形成未分辨目标簇,对目标发现、跟踪、识别等带来挑战。阵列相机可以提供多个视角的... 空天威胁目标通常距离成像系统较远,导致其在图像中信噪比低、尺寸小,即呈现为弱小目标。由于系统分辨率限制,当目标以密集目标群出现时,往往在图像中形成未分辨目标簇,对目标发现、跟踪、识别等带来挑战。阵列相机可以提供多个视角的互补观测信息,采用融合阵列相机图像的超分辨技术,可有效提升弱小目标分辨能力,为分辨密集多目标提供技术途径。该文分析了空间邻近目标与阵列相机之间的几何关系,并提出一种基于阵列相机图像稀疏重建的邻近目标超分辨率方法。利用空间邻近目标在像平面上稀疏性先验假设和阵列相机多视图之间关于目标的投影约束,仿真实验结果表明所提方法能够有效分辨空间邻近目标,实现对空间邻近目标位置和数量的准确估计。 展开更多

关键词 阵列相机 邻近目标 超分辨率 稀疏重构

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低轨光学星座目标监视信息处理技术分析 被引量：1

9

作者 林两魁 王少游 +1 位作者 任秉文 林再平 《上海航天》 2016年第6期93-101,共9页

以空间跟踪与监视系统(STSS)为原型,对低轨光学星座目标监视信息处理技术进行了综述。作为典型的低轨光学星座,STSS能对高速运动目标进行全程连续跟踪监视。该星座预计将由24~30颗卫星组成,介绍了其体系结构、平台与载荷的特点和性能。... 以空间跟踪与监视系统(STSS)为原型,对低轨光学星座目标监视信息处理技术进行了综述。作为典型的低轨光学星座,STSS能对高速运动目标进行全程连续跟踪监视。该星座预计将由24~30颗卫星组成,介绍了其体系结构、平台与载荷的特点和性能。星座具备多载荷、多波段协同探测能力且星上信息处理能力强大。给出了星座对目标的分布式跟踪监视信息处理结构与流程,归纳了杂波背景抑制与目标检测捕获、多目标跟踪、目标识别,以及星座传感器管理等关键技术。讨论了光学星座信息处理中空间邻近目标分辨、目标群跟踪、机动目标跟踪、真假目标识别,以及信息处理总体技术等技术难点和发展趋势。 展开更多

关键词 低轨光学星座 目标检测 多目标跟踪 传感器管理 空间邻近目标 超分辨 群跟踪 目标识别

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基于马氏随机场模型的空间近邻目标检测及量测划分

10

作者 王雪莹 李骏 +1 位作者 盛卫东 安玮 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期599-605,共7页

天基光学传感器对空间近邻目标的像平面跟踪过程中,传统方法在单帧恒虚警检测后进行量测划分,采用的虚警率过高可能引入较多的杂波点,过低则群目标在像平面的部分信息损失.在分析空间近邻目标在像平面特征的基础上,提出一种使用马氏随... 天基光学传感器对空间近邻目标的像平面跟踪过程中,传统方法在单帧恒虚警检测后进行量测划分,采用的虚警率过高可能引入较多的杂波点,过低则群目标在像平面的部分信息损失.在分析空间近邻目标在像平面特征的基础上,提出一种使用马氏随机场模型进行预检测处理然后以k-均值进行量测划分的方法,仿真结果表明,相比传统方法,基于马氏随机场模型的空间近邻目标检测及量测划分准确率更高,且在信噪比较低的情况下,性能改善明显. 展开更多

关键词 马氏随机场 天基光学系统 空间近邻目标 多目标检测 量测划分

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红外扫描过采样系统点目标亚像元定位与灰度提取方法研究

11

作者 林两魁 王少游 任秉文 《上海航天》 CSCD 2017年第3期33-39,共7页

为提高系统的目标测向精度,对一种红外扫描过采样系统对远距点目标亚像元定位和灰度提取方法进行了研究。根据扫描过采样成像特点和模型,给出了基于重心法和最小二乘量子粒子群优化(LS-QPSO)两种过采样点目标亚像元定位技术。前者直接... 为提高系统的目标测向精度,对一种红外扫描过采样系统对远距点目标亚像元定位和灰度提取方法进行了研究。根据扫描过采样成像特点和模型,给出了基于重心法和最小二乘量子粒子群优化(LS-QPSO)两种过采样点目标亚像元定位技术。前者直接求解过采样图像目标像斑的灰度加权重心,用于点目标亚像元定位;后者基于最小二乘准则建立点目标定位和灰度估计目标函数,引入量子粒子群优化算法求解高维非线性目标函数最优化,同时实现点目标亚像元位置和灰度估计。对LS-QPSO方法进行拓展以满足对多个邻近点目标分辨需求。仿真结果表明:过采样体制能实现对点目标的亚像元定位;两种方法均能实现对单个点目标的亚像元定位,LS-QPSO性能更优;拓展后的LS-QPSO能实现对邻近多目标的分辨。 展开更多

关键词 点目标 扫描过采样 亚像元定位 灰度估计 最小二乘 量子粒子群优化 重心法 空间邻近目标

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基于稀疏重构的杂波环境下红外图像空间邻近目标超分辨方法

12

作者 曾剑 杨俊刚 +2 位作者 安玮 吴翰杨 王帅 《航天电子对抗》 2016年第5期40-43,47,共5页

基于稀疏重构的超分辨方法是应对空间邻近目标的有效方法之一,但是当目标处于杂波环境下时,杂波会布满在整个视场范围内,导致场景原有的稀疏性被破坏。针对这一现象提出了一种在杂波环境下的超分辨方法。该方法充分利用了传感器的结构... 基于稀疏重构的超分辨方法是应对空间邻近目标的有效方法之一,但是当目标处于杂波环境下时,杂波会布满在整个视场范围内,导致场景原有的稀疏性被破坏。针对这一现象提出了一种在杂波环境下的超分辨方法。该方法充分利用了传感器的结构特性以及重构算法中的参数,通过建立观测信号的红外成像模型并利用像元网格划分的方式,建立空间邻近目标群的位置和幅度信号的稀疏表示,并利用其光学系统的点扩散函数来构造超完备字典,最后通过控制重构场景中非零元素的个数比例来使重构参数处于一个合理的区间范围,以此来达到去除杂波干扰并准确重建稀疏目标的目的。 展开更多

关键词 稀疏重构 空间邻近目标 超分辨 红外图像 杂波 自适应

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基于粒子群优化的空间邻近目标红外超分辨算法 被引量：10

13

作者 林两魁 徐晖 +2 位作者 安玮 谢恺 龙云利 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1645-1650,共6页

空间邻近目标的存在对红外传感器的信号处理提出了超分辨的新要求。通过对红外焦平面的目标成像进行建模,推导了基于最小二乘准则的超分辨目标函数,针对传统最优化方法,对起始估计位置要求高、对高维目标函数计算复杂的缺点,引入粒子群... 空间邻近目标的存在对红外传感器的信号处理提出了超分辨的新要求。通过对红外焦平面的目标成像进行建模,推导了基于最小二乘准则的超分辨目标函数,针对传统最优化方法,对起始估计位置要求高、对高维目标函数计算复杂的缺点,引入粒子群优化算法,优化超分辨目标函数,联合估计出目标在红外焦平面的投影位置和辐射强度,实现对空间邻近目标的红外超分辨。结果表明,在模型最小二乘准则下,基于粒子群优化的超分辨算法性能优于传统的最陡下降法,具备更强的超分辨能力。 展开更多

关键词 信号处理 红外超分辨 粒子群优化 空间邻近目标 最小二乘

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基于跟踪状态监视的稳健航迹关联与融合算法 被引量：1

14

作者 董凯 王海鹏 刘瑜 《电光与控制》 北大核心 2015年第1期6-10,共5页

空间邻近目标跟踪过程中存在航迹交错现象,传统的航迹关联与融合算法可靠性大大降低。提出基于跟踪状态监视的稳健航迹关联与融合跟踪算法:首先,采用滑窗式全局最优关联方法利用多帧航迹数据确认航迹关联对,并建立系统航迹;然后,根据确... 空间邻近目标跟踪过程中存在航迹交错现象,传统的航迹关联与融合算法可靠性大大降低。提出基于跟踪状态监视的稳健航迹关联与融合跟踪算法:首先,采用滑窗式全局最优关联方法利用多帧航迹数据确认航迹关联对,并建立系统航迹;然后,根据确认关联航迹的实时关联状态检测航迹交错;最后,根据航迹衰减残差识别运动状态,自适应选择融合量测或者融合状态估计完成系统航迹的状态更新。仿真结果表明,算法能够提高融合航迹精度,实现稳健航迹关联与融合。 展开更多

关键词 航迹关联 航迹融合 跟踪状态监视 空间邻近目标

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一种空间邻近目标红外多传感器立体分辨方法

15

作者 林两魁 张慧 +1 位作者 盛卫东 徐晖 《航天电子对抗》 2012年第3期17-20,共4页

空间邻近目标在红外像平面的成像因相互交叠而形成簇状像斑,对红外传感器的信号处理提出了分辨的要求。为实现对空间邻近目标的立体跟踪定位,提出基于量子粒子群优化的空间邻近目标红外多传感器立体分辨方法。在对目标像平面成像建模基... 空间邻近目标在红外像平面的成像因相互交叠而形成簇状像斑,对红外传感器的信号处理提出了分辨的要求。为实现对空间邻近目标的立体跟踪定位,提出基于量子粒子群优化的空间邻近目标红外多传感器立体分辨方法。在对目标像平面成像建模基础上,构建基于最小二乘准则的空间邻近目标立体分辨目标函数,针对目标函数的高维非线性特点,以QP-SO解决目标函数优化问题,估计目标空间位置。仿真结果表明:相比于传统的先单传感器像平面分辨后多传感器视线交叉定位方法,此法具有更优的目标位置估计精度、辐射强度估计精度和目标个数估计正确率。 展开更多

关键词 空间邻近目标 立体分辨 量子粒子群优化 红外多传感器

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大气层外弹道式目标群红外成像建模与仿真 被引量：5

16

作者 刘涛 杨德贵 +1 位作者 姜卫东 黎湘 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期589-594,共6页

针对天基红外传感器对大气层外弹道式目标群的成像仿真问题,建立了有效的目标群红外特性理论模型、天基红外传感器成像模型和成像仿真工作框架。首先,基于诱饵释放过程建立了目标群的弹道运动模型,并分析了阳光与阴影弹道的判断条件,结... 针对天基红外传感器对大气层外弹道式目标群的成像仿真问题,建立了有效的目标群红外特性理论模型、天基红外传感器成像模型和成像仿真工作框架。首先,基于诱饵释放过程建立了目标群的弹道运动模型,并分析了阳光与阴影弹道的判断条件,结合弹道目标红外辐射特性计算模型,实现了在不同时刻、不同观测点下的目标群红外辐射特性计算;根据目标群与传感器之间的相对位置关系建立了天基红外传感器观测模型,并分析了传感器对目标群的可观测性,然后结合基于点扩散函数建立的焦平面成像模型,实现了天基红外传感器对大气层外弹道式目标群的动态成像仿真。最后根据仿真结果,分析了天基红外传感器识别弹道式目标群的难点和并提出了解决途径。 展开更多

关键词 弹道目标 红外辐射 成像仿真 小间距目标 目标识别

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