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《多光谱目标探测的波段选择》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第31卷第6期光学技术Vol.31No.62005年11月OPTICALTECHNIQUENov.2005文章编号:100221582(2005)0620893205X多光谱目标探测的波段选择张伟,李克新,武春风,刘建华(哈尔滨工业大学空间光学工程研究中心,黑龙江哈尔滨 150001)摘 要:利用超光谱数据对多光谱传感器的波段选择提出了一个框架。根据探测理论,导出了一个代价函数,对于区分弱小目标和杂波(光谱分布已知)的探测性能最优的光谱波段来说,可使该函数最小。利用匹配追踪算法找到了一个近似最小
2、的代价函数,从而选出了滤波器。该方法可用于设计多光谱红外搜索跟踪和光电导弹预警传感器。在杂波背景下,对小目标探测的低虚警率和高探测概率来说是至关重要的。关键词:多光谱;波段选择;代价函数;匹配追踪算法中图分类号:TP751 文献标识码:AWavelengthbandsselectionmethodofmultispectraltargetdetectionZHANGWei,LIKe-xin,WUChun-feng,LIUJian-hua(ResearchCenterofSpaceOptica
3、lEngineering,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001,China)Abstract:Aframeworkwasproposedfortheselectionofwavelengthbandsformultispectralsensorsbyuseofhyperspectralreferencedata.Usingtheresultsfromthedetectiontheory,acostfunctionwasderivedthatwasmin
4、imizedbyasetofspectralbandsoptimalintermsofdetectionperformancefordiscriminationbetweenaclassofsmallraretargetsandclutterwithknownspectraldistribution.Anapproximateminimizerofcostfunctionisfoundbyusingmatchingpursuitalgorithm,andthefiltersareselected
5、.Themethodmaybeusedinthedesignofmultispectralinfraredsearchandtrackandelectro-opticalmissilewarningsensors,wherealowfalse-alarmrateandahigh-detectionprobabilityfordetectionofsmalltargetsagainstaclutterbackgroundareofcriticalimportance.Keywords:multis
6、pectral;selectionofwavelengthbands;costfunction;matchingpursuitalgorithm运动的平台需要瞬时地记录场景,而超光谱传感器1 引 言一般是推扫或横扫型。为了增加容量并简化传感器弱小目标探测对于防御体系来说是一个重要的设计,所收集到的光谱成分必须具有更宽的波段。研究领域。多年来,在飞机和舰船上已经装备了红若光谱成分与高度相关,则可以在不使分辨力外搜索跟踪和导弹接近预警系统,以保护飞机和舰明显下降的情况下减少数据量。通过适当的波段选船
7、免遭袭击。近年来,类似的传感系统已经成为基择可对特定背景下的目标进行单波段探测。但对复于卫星的导弹防御系统和战场监视的热点。由于小杂的情况需要采用多波段探测。这就需要有一个通目标不能根据几何形状来探测,所以必须利用其它用的数学框架来进行复杂情况下的最优波段选择。的特征,如亮度、对比度和相对于背景的运动。为了这些复杂情况包括多个任意的波段和几个不同类型识别威胁的属性或者降低虚警率,对目标的位置、尺的目标和杂波。寸和亮度进行连续跟踪就显得特别重要。目前的许在遥感领域中,有很多多光谱图像波段的选择多传
8、感系统的探测距离和信噪比都不能满足要求,方法,它们根据目标背景的特性,选取最优的工作波它们会丢失某机动目标。为了提高探测系统的性段。要求在选取的工作波段内,目标背景具有最好能,必须利用光谱的特征。的分离性。结合多元统计分析,有马氏距离法、信杂超光谱传感器提供了目标和干扰背景的详细的比法(马氏距离的平方根)、Bhattacharya距离法、信光谱信息。但是在许多应用中,超光谱传感器是不息差异法和Matusita距离法。但是这些方法都没实用的。窄波段需要比弱目标更强的辐照度。迅速有考虑所选择的波段应
