红外与微光融合系统对人体目标的探测概率研究

摘要

红外与微光图像融合技术充分利用了红外与微光成像系统的相关性和互补性，有效地提高了成像系统的视距和对目标的探测概率，已经成为夜视成像领域的一项重要课题。人体目标是计算机视觉领域最常见的目标之一，是场景中最重要和最活跃的要素。如何评价红外与微光图像融合系统对人体目标的探测性能是夜视成像领域急需解决的重要课题。目标探测概率是描述和评价融合系统对人体目标的探测性能最主要的指标之一。本文在目标特性分析的基础上提出了一种定量计算图像融合系统对人体目标的探测概率的方法。
　　本文首先分析了人体目标在短波红外、中波红外和长波红外波段中的辐射光谱特性，并具体分析了人体目标在中波和长波红外图像上的具体表现特征。其次，本文从人体皮肤和不同衣服的反射特性出发，建立了人体目标的反射光谱分布方程，分析了人体目标反射光谱特性对微光像增强器视距的影响。再次，本文针对目标特性分析是研究成像系统探测性能的重要环节这一关键点，分析了红外与微光情况下的人体目标特性，提出了一种定量的图像融合系统对人体目标的探测概率计算方法。通过实验可以得出结论:该计算方法得到的计算值与主观结果比较吻合，可以用来评估图像融合系统对人体目标的探测概率。最后，本文利用MATLAB仿真工具，设计了基于MATLABGUI环境下的目标探测概率评估软件系统，并验证了该评估软件的有效性。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究意义

1．2 国内外研究状况

1．2．1 图像融合技术的研究状况

1．2．2 目标探测概率的研究状况

1．3 本文主要工作

1．3．1 本文的研究背景

1．3．2 本文的研究内容

2 人体目标在红外成像中的光谱特性研究

2．1 红外辐射基本理论

2．1．1 红外辐射基本定律

2．1．2 实际物体的红外辐射

2．2 人体红外辐射光谱特性分析

2．2．1 人体辐射能量分布分析

2．2．2 人体目标和背景辐射对比度分析

2．3 人体目标在中波和长波红外图像上的表现特征比较分析

2．3．1 图像整体比较分析

2．3．2 人眼视觉系统

2．3．3 人体目标在红外图像上的表现特征评价方法

2．3．4 人体目标在红外图像上的表现特征比较分析

2．4 本章小结

3 人体目标反射光谱特性对微光像增强器视距的影响

3．1 微光像增强器视距方程

3．2 人体目标反射光谱特性对微光像增强器视距的影响

3．2．1 夜天空辐射光谱特性

3．2．2 常见衣服的反射系数

3．2．3 人体目标在夜天空下的反射光谱分布

3．2．4 人体目标反射光谱特性对微光像增强器视距的影响分析

3．3 实验分析

3．4 本章小结

4 红外与微光图像融合系统对人体目标的探测概率研究

4．1 概述

4．2 目标特性分析

4．2．1 目标和背景辐射特性

4．2．2 辐射的传输特性

4．2．3 探测器成像特性

4．2．4 目标在图像上的表现特征

4．3 图像融合系统对人体目标的探测概率计算方法

4．3．1 单一成像系统对人体目标的探测概率

4．3．3 图像融合系统对人体目标的探测概率

4．4 实验验证结果及分析

4．4．1 实验一

4．4．2 实验二

4．4．3 实验结果分析

4．5 本章小结

5 图像融合系统目标探测概率评估软件设计

5．1 GUI界面设计

5．2 人体目标光谱特性分析模块设计

5．3 图像融合系统对人体目标的探测概率计算模块设计

5．4 软件性能测试分析

5．5 本章小结

6 结束语

6．1 工作总结

6．2 工作展望

致谢

参考文献

附录