An infrared target intrusion detection method based on feature fusion and enhancement

Infrared target intrusion detection has significant applications in the fields of military defence and intelligent warning. In view of the characteristics of intrusion targets as well as inspection difficulties, an infrared target intrusion detection algorithm based on feature fusion and enhancement was proposed. This algorithm combines static target mode analysis and dynamic multi-frame correlation detection to extract infrared target features at different levels. Among them, LBP texture analysis can be used to effectively identify the posterior feature patterns which have been contained in the target library, while motion frame difference method can detect the moving regions of the image, improve the integrity of target regions such as camouflage, sheltering and deformation. In order to integrate the advantages of the two methods, the enhanced convolutional neural network was designed and the feature images obtained by the two methods were fused and enhanced. The enhancement module of the network strengthened and screened the targets, and realized the background suppression of infrared images. Based on the experiments, the effect of the proposed method and the comparison method on the background suppression and detection performance was evaluated, and the results showed that the SCRG and BSF values of the method in this paper had a better performance in multiple data sets, and it’s detection performance was far better than the comparison algorithm. The experiment results indicated that, compared with traditional infrared target detection methods, the proposed method could detect the infrared invasion target more accurately, and suppress the background noise more effectively.     

Evaluation of infrared camouflage effectiveness via a multi-fractal method

This paper reports an alternative approach to the evaluation of infrared camouflage effectiveness via a multi-fractal method. By calculating multi-fractal spectra of the target region and the background re-gions in an infrared image, the spectrum shape features and the discrete Fréchet distances among these spectra were used to analyze the camouflage effectiveness of the target qualitatively and quantitatively, and the correlation coefficients of the spectra were further used as the index of camouflage effectiveness. It was found that the camouflaged target had better camouflage effectiveness than the target without camouflage in the same one background, and the same one camouflaged target had different camouflage effectiveness in different backgrounds. On the whole, the target matching well with its background had high camouflage effectiveness value. This approach can expand the application of multi-fractal theory in infrared camouflage technology, which should be useful for the research of infrared camouflage mate-rials, the design of camouflage patterns as well as the deployment of military equipment in battlefield.     

基于云模型的地空导弹武器假目标伪装效果评价

地空导弹武器假目标伪装效果评价中定性指标具有不确定性,云模型理论是定性概念与其定量表示之间的不确定性转换的数学工具,因此在构建地空导弹假目标伪装效果评价指标体系的基础上,提出基于云模型的假目标伪装效果评价方法,以解决评价指标的不确定性问题．通过实例的计算结果,验证了基于云模型的评价方法的可行性．研究结论表明应用云模型的评价结果具有直观性和科学性,该方法对伪装评价研究有一定的参考价值．     

一种面向目标的伪彩色图像融合算法

针对远距离红外与可见光融合图像中目标不突出的问题,提出了一种面向目标的伪彩色图像融合算法。基于目标特征将红外图像分割为目标区域和背景区域,以人类视觉的生物机理和感受野的数学模型为基础,利用差分高斯函数(Difference of Gaussians,DOG)模拟视觉拮抗特性,对目标区域和背景区域用改进的感受野模型和不同的彩色映射规则进行伪彩色图像融合。实验结果显示:该算法能够保留图像共有特征,突出独有特征,融合图像色彩自然、目标突出,具有良好的视觉效果。     

数码仿造迷彩客观定量评价

为了客观定量评价数码仿造迷彩的伪装效果,根据人眼视觉特性,提出基于HSV颜色空间亮度差的权重因子对SSIM算法加权进行了改进,得到了从人眼视觉特性上客观定量评价数码迷彩图案与原图像的识别概率。识别概率的大小与目标实施伪装技术的优劣有关,识别概率越高,则目标越易被侦察器材识别,伪装效果越差,反之不易被识别,伪装效果越好。因此该算法可为进一步改进伪装技术措施提供依据。     

A platform for initial testing of multiple camouflage patterns

The human visual system is still an important factor in military warfare; military personnel receive training on effective search strategies, and camouflage that can effectively conceal objects and personnel is a key component of a successful integrated survivability strategy. Previous methods of camouflage assessment have, amongst others, used psychophysics to generate distinctiveness metrics. However, the population from which the human observers are drawn is often not well defined, or necessarily appropriate. In this experiment we designed a new platform for testing multiple patterns based on a camouflaged object detection task, and investigate whether trained military observers perform better than civilians. We use a two-alternative forced choice paradigm, with participants searching images of woodland for a replica military helmet displaying Olive Green, Multi Terrain Pattern, US Marine Pattern or, as a conspicuous control, UN Peacekeeper Blue. Our data show that there is no difference in detection performance between the two observer groups but that there are clear differences in the effectiveness of the different helmet colour patterns in a temperate woodland environment. We conclude that when tasks involve very short stimulus presentation times, task-specific training has little effect on the success of target detection and thus this paradigm is particularly suitable for robust estimates of camouflage efficacy.     

军用机场阵地对抗不可预见作战的伪装策略

相对固定的军力部署会提前暴露军事意图。为避免此种情况，美军在2018年《国防战略报告》中提出要实现作战的不可预见性。未来美军不可预见的动态军事力量部署一定程度上增加了军事斗争准备难度。为提升军队机场阵地战场生存能力，有必要针对性地调整应对策略，增强对抗“不可预见作战”的能力。本文着眼军用机场阵地，从三个方面分析对抗不可预见作战的伪装策略：首先阐述不可预见作战的特点，其次分析在“不可预见作战”条件下，现有机场阵地在伪装方面的短板，最后提出对抗“不可预见作战”的伪装策略。通过分析认为，为对抗美军新的作战构想，军事机场阵地伪装策略应从战时应用调整为平战结合，应更加侧重平时的伪装训练和伪装工程建设。     

DSP实现低信噪比条件下点目标检测与跟踪

针对嵌入式实时图像处理系统中 ,复杂背景低信噪比条件下红外运动点目标检测及跟踪所采用的处理算法 ,包括基于空域低通滤波的多图像平均法和自适应阈值分割法以及基于目标运动时空连续性目标运动轨迹拟合及目标运动轨迹参数预测算法 ,进行基于二维数组组合方式存储结构的算法复杂度估计 ,并将上述算法在TI公司的TMS32 0C6 2 0 1EVM板上进行实时性能评测 ,说明上述算法在基于具有软件流水性能的TMS32 0C6x系列DSP嵌入式实时图像处理系统中实现的可行性。     

假目标配置数量模型及其效费比分析

在现代战争中,示假伪装的地位越来越重要。引入了真假目标的发现识别概率的指数分布模型,综合考虑作战时间、真假目标价格比等因素,确定战场生存能力和配置假目标成本两个目标函数,并以最小加权偏差法确定两者权重,建立基于多目标决策的假目标配置数量模型。最后结合实际问题,将各参数条件带入模型计算出假目标的最佳配置数量,同时利用假目标的效费比模型进行检验分析,从而为战时假目标配置数量的确定提供参考依据。     

军事伪装技术研究现状及发展趋势分析

随着侦察监视技术和察打一体技术的快速发展,现代战争中战场的透明度越来越高,军事目标的生存面临严重威胁,伪装防护是保证武器装备战场生存能力的重要前提.回顾了伪装技术萌芽、起步、发展、成熟的应用历程,系统梳理了隐身、遮蔽、迷彩、示假等伪装技术的发展现状,分析认为未来伪装技术将朝着多频谱兼容、智能自适应、一体化设计的方向发展...     

双预测结构融合的复杂红外图像背景抑制算法

针对复杂红外图像的背景抑制问题,提出了一种双预测结构融合的复杂红外图像背景抑制算法.算法以图像中每个像素为中心,在其局部区域内根据灰度相似程度和空间分布相关性计算像素的核值相似程度,然后根据核值相似程度有侧重地融合两种不同结构的空间滤波器的输出作为最终的预测结果,最后将原始图像与预测图像相减完成背景抑制.实验结果表明,本文提出的算法能够较好地抑制不同红外图像中的复杂背景,算法结构简单,具有较强的应用价值.     

融合战术与修正物理特征的空中目标战术类型识别

针对敌方飞行器隐身、伪装技术的日趋成熟,致使我方由侦察设备获取的电磁信号严重变形,特别是物理特征在目标类型识别中的作用日趋减弱的现实问题,提出了一种融合目标战术特征修正物理特征证据的目标战术类型识别方法。该方法从目标战术类型识别的军事需求出发,提出对冲突物理特征证据的阶梯式修正规则,以及对冲突证据折扣因子的优化方法,并将修正后的证据重新组合得到识别结果。仿真实例证明该方法在处理目标冲突物理特征证据时具有高准确率的特点。该方法为复杂环境下的目标战术类型识别问题提供一种新的解决思路。     

拓展TOPSIS的地面目标关联算法

地面战场复杂的背景环境和目标的强机动性,使得传统关联方法所必需的先验信息不易获得,且传统关联方法仅利用状态信息进行关联,导致关联信息量不足,从而关联正确率不高。针对上述问题,采用无需任何先验假设的TOPS IS,在状态信息的基础上引入属性信息,作为拓展TOPS IS的评价指标,利用熵权确定各指标权重,最后用相对贴近度确定关联排序。仿真结果表明,该算法有效地提高了关联正确率,且能够满足实时性要求。     

海天背景下舰船可见光图像目标区域定位方法

针对行均值法用于海天背景下舰船目标区域定位可靠性不高、容易受到舰船目标大小和海天背景复杂程度影响的不足,提出一种基于图像行灰度熵的舰船目标区域定位方法。该方法在分析海天背景下舰船目标可见光图像成像特点基础上,结合信息熵理论给出了图像灰度熵及行灰度熵的概念,利用图像行灰度熵描述图像在行方向上的灰度变化程度,选用滑动区间方差搜索策略得到图像行灰度熵曲线的突变区间,从而实现舰船目标区域定位,最后通过实际图像进行了实验验证。实验结果表明,该方法能对舰船目标所在区域有效定位,其准确性及鲁棒性均优于行均值法。     

自然背景中伪装网的散射偏振度与成像研究

偏振遥感以目标散射光或辐射光的偏振特性作为识别信息,具有常规强度遥感所不具备的优点.为了研究伪装网的偏振伪装效果,在不同条件下对伪装网的散射偏振度和成像特征进行了测试.结果表明,伪装网的表面偏振散射特征受光照条件、探测条件和材料本身特性的影响,其散射光的偏振度与入射角度成正比,与表面反射率成反比.相对于草地背景,伪装网的偏振度较大,可以在偏振度图像中被清晰地识别出来,能够有效对抗多光谱遥感等传统侦察手段的伪装网在偏振遥感侦察下失去了伪装效果.偏振遥感对伪装技术提出了新的挑战.     

合成孔径雷达成像及工程伪装发展趋势

介绍了星载、机载合成孔径雷达(SAR)成像的发展概况,系统分析了合成孔径雷达的成像特点:图像接近光学水平,低频SAR具有穿透簇叶和识别伪装功能,可大范围战场实时监视及工程目标自动识别等。结合工程伪装材料、技术、实践及谋略,提出了研制仿地物工程伪装材料及防SAR伪装网(布),开发口部伪装技术及防复合SAR探测伪装技术,长远规划、系统实践工程伪装,建立大伪装理论框架,加强伪装谋略研究等途径与方法,指出了工程伪装的发展趋势。     

考虑落角约束与驾驶仪特性的自适应RBF空间末制导律

为使大口径舰炮制导炮弹在打击近岸机动目标的末制导段满足落角约束,现考虑自动驾驶仪动态特性,基于自适应RBF逼近网络与动态面滑模提出一种空间末制导律。构建空间弹目相对运动模型,通过带改进微分跟踪器的扩张状态观测器估计目标加速度。为零化视线角跟踪误差与视线角速率,采用自适应指数趋近律设计非奇异终端滑模动态面,并运用自适应RBF逼近网络削弱控制指令抖振。通过Lyapunov第二法证明了全系统中视线角跟踪误差与视线角速率均最终一致有界。仿真实验表明：该末制导律使制导炮弹在空间中打击具有不同机动形式的近岸目标时,均具备良好的末制导性能。     

考虑落角约束与驾驶仪特性的自适应径向基空间末制导律

为使舰炮制导炮弹在打击近岸机动目标的末制导段满足落角约束,考虑驾驶仪动态特性,基于自适应径向基逼近网络与动态面提出一种空间末制导律。构建弹目相对运动模型,通过带改进微分跟踪器的扩张状态观测器估计目标加速度。为零化视线角跟踪误差与角速率,采用自适应指数趋近律设计非奇异终端滑模,运用自适应径向基逼近网络削弱控制指令抖振。通过Lyapunov第二法证明了系统的视线角跟踪误差与视线角速率均最终一致有界。仿真实验表明:该末制导律使制导炮弹在空间中打击不同机动形式的近岸目标时,具备良好的末制导性能。     

伪装指数与生存能力的关系模型及求解

建立了战场伪装与系统生存能力的定量关系模型, 用其可以解析地计算系统被发现概率; 同时, 根据生存能力指标可以实现伪装指数的分解与合成, 为战场建设的总体规划提供依据