天基平台临近空间红外目标探测方法研究

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1、Ｍｉ＾猶《丢钟我苗圍硕±学位论文胃戀Ｉ天基平台临近空间红外目标探测方法研究作者娃名韩嫌Ｉ．＿学校导师姓名、职祿秦翰林副教授企业导臟名、职热肖體窩工８｜．３巧请学位类别工趕硕古Ｉ西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研巧工作及取得的研巧成果。尽我所知，除了文中特别加ｔｉｌ标注和致谢中所罗列的巧容外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果；也不包會为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的

2、同志对本研巧所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实么处一，本人承担切法律责化。０本人签名：詰被巧日期：１５．７．ＩＸ＼＼西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研充生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安电子科技大学。学校有权保留送交＼论文的复印件，，允许查閱、借阅论文；学校可１＾＾厶布论文的全部或部分内容允许采、用影印缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，获得学位后结合学位论丈研巧成果保撰写的文章，署名单位为西安电子科技大学。本密人签的

3、学位论文在＿年解密后适用本授权书。名：識锭抵导师签名：寺－日期：２０／Ｓ．１１．１１日期：学校代码10701学号1305122336分类号TN215密级公开西安电子科技大学硕士学位论文天基平台临近空间红外目标探测方法研究作者姓名：韩姣姣领域：电子与通信工程学位类别：工程硕士学校导师姓名、职称：秦翰林副教授企业导师姓名、职称：闫代维高工学院：物理与光电工程学院提交日期：2015年12月Studyondetectionmethodofnearspaceinfraredtargetinspace-basedplatformAthesissubmittedtoXIDIA

4、NUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinElectronicsandCommunicationsEngineeringByHanjiaojiaoSupervisor:QinhanlinAssociateProfessorYanDaiweiSeniorEngineerDecember2015摘要摘要临近空间飞行器是指在临近空间区域内飞行并完成特定任务的一种新型飞行器，对其探测已经成为军事领域的研究热点和难点之一。本文通过分析临近空间目标及其所处环境的红外辐射特性，并结合分析红外图像的稀疏性，重点研

5、究了天基平台下对临近空间红外目标的检测问题。本文的主要工作和研究成果如下。（1）介绍了天基平台下临近空间目标探测的应用背景与意义，及其面临的难题。由于探测距离较远，目标尺寸较小且所处环境复杂，天基平台对临近空间红外目标的探测转换为对红外弱小目标的检测。分析了红外弱小目标检测的国内外研究现状。（2）分析了红外图像的成像机理及特性，建立了红外弱小目标图像模型，对临近空间目标特性、背景特性和噪声进行了详细的分析，并给出了红外弱小目标检测算法的性能评价指标，如信杂比、信杂比增益、背景抑制因子和ROC曲线，以评价不同检测方法的性能优劣。（3）研究分析了非下采样剪切波和谱图小波这两种较新的多尺度几何分析方

6、法的基本原理和特性，并对随机投影的实现基本原理及其理论依据进行了详细的研究分析，为后续检测方法的研究奠定了理论基础。（4）针对天基平台下临近空间目标检测中的复杂背景抑制问题，提出了一种基于多尺度随机投影的红外弱小目标检测方法。首先对原红外图像进行非下采样金字塔分解；然后计算高频子带在随机投影域内的马氏距离，实现背景抑制的同时增强目标；最后利用自适应阈值分割方法来检测弱小目标。经过仿真实验结果证明，该检测方法能够有效性地对天基平台下临近空间红外弱小目标进行检测，具有较好的背景抑制能力和实时性。（5）针对天基平台下临近空间目标检测中的复杂背景和噪声抑制问题，本文利用序列图像中弱小目标的运动连续性和

7、灰度值的稳定性，给出稀疏分解与随机投影相结合的序列运动目标检测方法。首先通过非下采样剪切波和谱图小波相结合的形态成分分析方法对红外图像进行稀疏分解，实现了对目标与背景杂波的分离。然后对目标图像序列进行随机投影压缩，降低帧间冗余。最后利用RX滤波方法获得目标的运动轨迹。经过仿真实验结果证明，该检测方法能够有效地且鲁棒地对天基平台下临近空间红外弱小目标进行检测。关键词：临近空间，天基红外探测，弱小目标