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高光谱技术在伪装目标识别中的应用

来源:赛斯拜克 发表时间:2023-08-29 浏览量:508 作者:awei

高光谱技术为伪装目标识别提供了一个全新的解决方案。由于高光谱相机能够获取目标的光谱信息,这使得它能够识别出伪装目标与背景之间的差异,即使这种差异非常微小。

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 在伪装目标识别中,高光谱技术的主要应用如下:

  1. 光谱特征提取:高光谱相机可以捕获伪装目标和背景的高光谱数据。通过分析这些数据,可以提取出目标的光谱特征,这些特征是识别伪装目标的关键。

  2. 精细识别:基于地物的光谱信息,高光谱技术可以精细地识别伪装目标。由于不同物质的光谱特征与其特性相关,因此可以通过分析光谱特征来识别伪装目标的材质和类型。

  3. 伪装材料识别:通过分析伪装材料的光谱曲线,高光谱技术可以识别出伪装材料的种类。这对于军事、安全等领域非常重要,可以帮助揭露伪装并确保情报的准确性。

需要注意的是,虽然高光谱技术在伪装目标识别中具有许多优势,但在实际应用中仍面临一些挑战。例如,需要解决伪装材料的光谱特征、相同颜色不同材质目标的光谱差异等问题。此外,为了更有效地进行伪装目标检测,还需要研究如何将伪装目标与背景光谱近乎一致的情况下检测出来。

高光谱技术为伪装目标识别提供了一种新的、有效的手段。随着技术的不断进步和算法的持续优化,相信高光谱技术在未来将在伪装目标识别领域发挥更大的作用。


高光谱技术在伪装目标识别中的相关研究

       为了加强对高光谱图像的信息挖掘,确定可以用来进行伪装识别的目标高光谱特征,研究者对高光谱成像条件下的迷彩伪装特性及影响伪装效果的因素进行了综合分析。在光谱维,从高光谱图像中直接提取光谱曲线,确定了图像对比度高、迷彩伪装特征明显的光谱波段为650~740 nm。


       本研究应用了400-1000nm的高光谱相机,可采用广东赛斯拜克有限公司产品FS13进行相关研究。光谱范围在400-1000nm,波长分辨率优于2.5nm,可达1200个光谱通道。采集速度全谱段可达128FPS,波段选择后最高3300Hz(支持多区域波段选择)。

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  本课题研究基于不同迷彩伪装背景及其伪装材料的光谱的相似性与差异性,利用高光谱成像系统在实验暗室环境下采集沙漠背景、沙漠伪装网、丛林背景、丛林伪装网、丛林伪装服、沙漠伪装服六类迷彩伪装样本在 400.00~1000.99mm 的近红外波段高光谱图像信息,经过一系列预处理、去噪、感兴趣区域提取、降维后,利用 RF、SVM、CNN 算法搭建三种分类模型,并对结果加以比较和评估。对本文的具体研究内容总结如下:

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  (1)阐述本课题的研究背景及意义,目前高光谱成像技术与迷彩伪装技术的国内外发展现状,分析高光谱成像检测技术与迷彩伪装识别相结合的发展技术优势,同时叙述了深度学习算法的发展历程以及在高光谱图像处理中的运用。

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  (2)通过搭建高光谱成像系统下的实验暗室环境,完成对模拟沙漠背景、沙漠伪装网、模拟丛林背景、丛林伪装网、丛林伪装服、沙漠伪装服六类迷彩伪装样本在400.00~1000.99mm近红外波段的高光谱图像数据采集,最终得到迷彩伪装及其模拟作战背景的高光谱图像数据集。

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  (3)通过去噪、图像分割去背景算法处理后完成感兴趣区域的提取,作为本课题的主要研究对象;进而通过PCA算法对感兴趣区域样本数据集进行降维、提取相关主成分及载荷曲线,得到15个波长特征空间下六类样本在可见光、近红外波段范围内的平均光谱曲线,不同类型样本的光谱曲线存在明显的光谱特异性。

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