基于线阵CCD高速目标信号提取.pdf

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1、基于线阵CCD高速目标信号提取何丹，雷鸣(西安工业大学电子信息工程学院，陕西西安710032)SignalExtractionofHigh——speedTargetBasedonLinearCCDHEDan，LEIMing(SchoolofElectronicInformationEngineering，Xi’anTechnologicalUniversity，Xi’an710032，China)摘要：根据信号检测与提取的理论，结合所采集1CCD测量系统的分析到的实弹弹丸图像信息，提出了一种利用

2、互相关图像法提取目标信号的改进算法。实验表明，互相关由于CCD技术的迅猛发展，CCD在测量中的图像法对于高速目标信号的提取有大幅的提升，使应用越来越受欢迎。CCD有面阵型和线阵型。面得相关算法有更广泛的应用范围。阵CCD能够获取二维图像信息，测量图像直观，像关键词：线阵CCD；弹丸信号；互相关图像元总数多，而每行的像元数较线阵的少，帧幅率的限中图分类号：TP751．1制性比较大；线阵CCD可以得到很多的一维像元文献标识码：A数，总像元数较面阵CCD的少，但每次记录一行数文章编号：1001—225

3、7(2013)02—0027一O3据，帧幅率比较高，对一维动态目标的提取特别适Abstract：Accordingtothetheoryofsignalde—用_1]。所谓信号的提取就是对获取的图像信息进tectionandextraction，combinedwiththeliveam-行分析，从而排除噪声的干扰，正确判断出目标信号munitionprojectileimageinformationcollected，the的存在并获取目标信号的有关位置信息。课题所要improvedalgor

4、ithmproposeduseofthecross——cor‘-提取的高速目标的边缘在图像上是一个模糊的概relationimageextractionofthetargetsigna1．The念，即变化剧烈的部分，所以准确地提取出目标的边experimentsshowthatthecross——correlationim——缘信息直接关系到目标的识别。agehasdramaticallyimprovedmethodfortheex—测试系统的基本结构如图1所示。高速飞行的tractionofh

5、igh—speedtargetsignalalgorithms动态目标或其他静态目标，通过光学成像系统反映haveawiderrangeofapplications．到线阵CCD相机上，由触发控制系统采集动态目标Keywords：linearCCD；projectilesignal；cross的瞬间图像信息并保存数据，然后进行目标位置信—correlationimage息的提取。0引言近年来，人们对光背景下的基于线阵CCD的高图1基于CCD的测量系统速目标信号的提取问题越来越感兴趣，在许多领域用

6、CCD接收的弹丸目标信号通常是钟形脉冲中都要求检测和提取目标信号。目标信号的提取不信号，由于弹丸是横向穿过线阵CCD，所以只能在仅与光强是否稳定、亮度是否均匀和自然环境中的某几个像元上“经过”。为可靠捕获El标图像，必须假目标等外界因素有关，而且最主要的是对弹丸信选用高速CCD芯片[3]。由于弹丸飞行速度极快，多号的特征无法准确获知。因此，除减少外界干扰外，数情况下摄像机只能拍到1～2场的图像信号，为信如何从CCD输出信号中提取出真正代表目标边缘号后续处理带来困难。另外，目标信号的特征又无的特征

7、信息，是信号提取的难点。据可查，光背景的稳定度、均匀度及自然环境的假目收稿日期：2012—11—12标对其也有影响[4]，在这种情况下，用传统的信号处《机械与电子}2013(2)·27·基于线阵CCD高速目标理方法完成信号提取有一定困难。因此，寻找一种标。由图2可知，物体第3o列像元数相差不大，即有效的信号提取方法是该项目的重点和难点。像元变化小，容易确定像元数，噪声比较均匀，不能很明显的区分出背景和目标。弹丸由于高速飞行和2高速目标信号的提取形状的不规则，像元值变化大，反映在图3上就是在目前国

8、内关于高速目标提取的文献很少，常规20行到30行之间有一个大的幅度波动，由此判断的方法耗时长，平滑效果不明显，针对此不足，利用弹丸目标位置在此。信号及干扰的相关性，经过一系列的处理获得有用图4和图5是以线阵CCD所得数据的第30列的目标信息。和第60列为处理对象，以行向量、像元数取方差为2．1常规的信号提取算法横、纵坐标。由于弹丸目标与背景像素相差不大，只由于弹丸是横向穿过线阵CCD，因此获取的图绘制每列的像元变化，无法获取高速目标信号的位像目标只有某几个像元“经过”。为了得到更多的目置信息。方