基于图像处理的飞机尾焰检测与识别技术的分析

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1、基于图像处理的飞机尾焰检测与识别技术的研究作者姓名史丽芳导师姓名、职称韩一平教授一级学科物理学二级学科光学申请学位类别理学硕士提交学位论文日期2015年03月学校代码10701学号1207122457分类TN82号O43密级公开西安电子科技大学硕士学位论文基于图像处理的飞机尾焰检测与识别技术的研究作者姓名：史丽芳一级学科：物理学二级学科：光学学位类别：理学硕士指导教师姓名、职称：韩一平教授提交日期：2015年03月Aresearchofdetectionandrecognitiontechnologyoftheplanetailflamebase

2、donimageprocessingAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinphysicsByShiLifangSupervisor:Prof.HanYipingMarch2015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究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他

3、人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含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。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处，本人承担一切法律责任。本人签名：日期：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：研究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，允许查阅、借阅论文；学校可以公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

4、学位后结合学位论文研究成果撰写的文章，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要红外辐射是自然界存在的一种最为广泛的电磁波辐射，一切物体都会向外辐射红外线，红外探测器就是一种接收物体辐射出的红外信号并输出红外图像的装置。红外热成像识别技术是对这些含有目标的红外热图像进行处理来达到以检测和识别目标为目的的一项先进技术，它不仅被广泛应用于军事领域，在光学领域和图像领域也是研究热点之一。飞机尾焰的检测与识别系统利用低空卫星携带的红外热像仪来探测目标，并根据尾焰在各个阶段呈现的不同特性来检测

5、与识别来袭的飞机，及时发出预警信号，同时跟踪信号，随时采取主动攻击的方式。文章利用飞机尾焰的红外图像，首先深入分析了尾焰、尾喷管、飞机蒙皮以及尾焰所处的背景的红外辐射特性，研究了大气红外传输特性，为红外探测器的工作波段选择提供了理论依据。接着利用红外图像的成像特征以及尾焰红外图像的特殊性对尾焰红外图像进行预处理，在研究、比较和改进已有算法的基础上，提出了适用于尾焰红外图像的处理办法，并得出基于区域纹理的分割方法能够很好的将飞机尾焰从背景和机身中分离出来。其次对尾焰成像的不同阶段进行了深入的研究，当目标离成像平面较远时，目标在成像平面上表现为点目标

6、，可以利用的目标信号极弱，这些极弱的目标可能完全淹没在背景中，征对点目标图像的特殊性文章提出了基于多阶段处理的单帧图像尾焰点目标检测以及基于时域廓线的多帧图像检测；在面目标阶段，尾焰的红外图像已经具有一定的轮廓、纹理、面积等有用的特征，因此在这个阶段文章提出了基于特征值提取的目标识别技术。对目标的识别文章主要从以下互不相关并且可行性较强的几个方面来提取尾焰特征：第一、形体特征，主要有复杂度和外接矩形的长宽比；第二、温度特征，主要由亮度平均值来体现；第三、目标的旋转不变性，包括紧凑度以及几何不变矩。针对红外图像的特点，提出了采用上述尾焰的各项特征组

7、成的特征向量，并基于欧氏距离对目标进行识别研究。实验表明，这种方法具有很高的识别率以及较好的发展前景。文章的最后给出了系统的软件实现，利用Matlab图形用户界面GUI作为开发环境，给出了软件的设计理念以及界面布局，并根据本文所提出的目标检测与识别的理论与算法研究结果，将该算法在不影响性能的前提下加以改进以易于软件的实现，并在该检测与识别的软件平台上得以实现。关键词：红外热成像，识别技术，尾焰，红外辐射，检测论文类型：基础研究类I西安电子科技大学硕士学位论文IIABSTRACTABSTRACTOneofthemostwidelyelectroma

8、gneticradiationexistedinthenatureistheinfraredradiation,allobjectswi