基于多波段光谱极值特征识别同形不同质常温目标的方法技术

本发明专利技术属于光电信息获取与处理领域，提供一种基于多波段光谱极值特征识别同形不同质常温目标的方法，以目标散射/辐射不同的红外基本物理知识出发，利用真假目标材质、散射、辐射在不同波段的表现，即对应不同波段的极值点(吸收峰)识别真假目标。由于目标在不同波段的表现不同，其吸收峰在不同波段的个数也不同，短波波段主要反映目标散射特性，中长波反映目标辐射特性。因此在统计光谱极值点时将波段分为短波、中波和长波三个波段，且真假目标散射和辐射的相邻极值谱点不同。本发明专利技术根据单个波段判别公式，依次判断真假目标短波、中波、长波极值点个数与幅值，直至找到真目标，若三个波段均无法判断真目标时认为目标为假目标。段均无法判断真目标时认为目标为假目标。段均无法判断真目标时认为目标为假目标。

【技术实现步骤摘要】
基于多波段光谱极值特征识别同形不同质常温目标的方法


[0001]本专利技术属于光电信息获取与处理领域，更具体地，涉及一种基于多波段光谱极值特征识别同形不同质常温目标的方法。

技术介绍

[0002]假目标为欺骗、迷惑他人而设置和构筑的、用以显示目标暴露征候的模拟物。用它模拟目标、设置假阵地，能分散敌人注意力，引诱敌方侦察与攻击，掩护隐蔽的真目标；能分散敌方火力，减少真目标的损失。这些假目标故意暴露自己的位置，诱使敌方浪费大量昂贵的导弹，同时保护了真实目标，也会诱使敌方暴露自己发射装置的位置信息。
[0003]假目标一般具备以下几个特点：
①
造价便宜；
②
外形“逼真”，包括几何尺寸、可见光颜色等都与真目标相似；
③
雷达、红外信号强度常常大于真目标；
④
充气式假目标质量轻、便于运输；
⑤
架设、撤收速度快，维修方便。真假目标具有相同形状，但使用不同材质。假目标通常是常温的，与处于静止状态的常温真目标难以区分。但目前的假目标仅在某些特定波段具有伪装效果，无法做到全波段光谱伪装。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种基于多波段光谱极值特征识别同形不同质常温目标的方法，旨在解决现有同形不同质目标难以区分的问题。
[0005]为实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种基于多波段光谱极值特征识别同形不同质常温目标的方法，包括以下步骤：
[0006]获取两个目标在白天时段和/或夜晚时段的光谱数据，白天时段的光谱以散射谱为主，夜晚时段的光谱以辐射谱为主；所述两个目标的外形相同，组成不同，一个为真目标，一个为假目标；所述光谱数据涵盖短波、中波及长波三个波段；
[0007]对光谱数据进行小波分解，确定高频部分的多个极值点；所述极值点包括极大值点和极小值点；
[0008]基于预先确定的噪声谱范围，将两个目标光谱数据中处于所述噪声谱范围的极值点滤除，并将两个目标极值点波长相同的极值点滤除，得到两个目标滤波后的多个有效极值点；
[0009]对于白天时段的光谱数据，基于短波、中波到长波波段的有效极值点依次进行判断，某波段中两个目标中有效极值点个数少的为真目标，或某波段所有有效极值点幅值之和相对较小的为真目标，直至某个波段的数据能够分辨出真假目标；
[0010]对于夜晚时段的光谱数据，基于长波、中波到短波波段的有效极值点依次进行判断，某波段中两个目标中有效极值点个数多的为真目标，或某波段所有有效极值点幅值之和相对较大的为真目标，直至某个波段的数据能够分辨出真假目标。
[0011]在一种可能的实现方式中，还包括以下步骤：
[0012]获取黑体不同常温温度下的光谱数据；所述黑体光谱数据的高频信号由光谱探测
设备的噪声引起；
[0013]对黑体每个常温温度下的多个光谱数据进行小波分解，得到多个光谱数据的高频部分；
[0014]对每个常温温度下的多个光谱数据求均值和标准差，将其作为每个常温温度下噪声谱的均值和标准差，并基于均值和标准差确定噪声谱的范围。
[0015]在一种可能的实现方式中，对光谱数据进行小波分解，确定高频部分的多个极值点，具体为：
[0016]当小波分解后某个波段的遥感影像像元亮度DN值大于等于其邻域内其它波段的遥感影像像元亮度DN值时，将该波段作为极大值点对应波段；
[0017]当小波分解后某个波段的DN值小于等于其邻域内其它波段的DN值时，将该波段作为极小值点对应波段。
[0018]在一种可能的实现方式中，白天时段，单个波段判别公式如下式所示：
[0019][0020]上式中，λ
TrueTar
为真目标有效极值点对应波段，λ
FakeTar
为假目标有效极值点对应多波段，Num(λ
TrueTar
)为真目标有效极值点个数，Num(λ
FakeTar
)为假目标有效极值点个数，True(λ
TrueTar
)为真目标有效极值点对应光谱DN值，Fake(λ
FakeTar
)为假目标有效极值点对应光谱DN值，Sum(True(λ
TrueTar
))为真目标所有有效极值点幅值，Sum(Fake(λ
FakeTar
))为假目标所有极值点幅值。
[0021]在一种可能的实现方式中，夜晚时段，单个波段判别公式如下式所示：
[0022][0023]第二方面，本专利技术提供一种基于多波段光谱极值特征识别同形不同质常温目标的装置，包括：
[0024]光谱数据获取单元，用于获取两个目标在白天时段和/或夜晚时段的光谱数据，白天时段的光谱以散射谱为主，夜晚时段的光谱以辐射谱为主；所述两个目标的外形相同，组成不同，一个为真目标，一个为假目标；所述光谱数据涵盖短波、中波及长波三个波段；
[0025]小波分解单元，用于对光谱数据进行小波分解，确定高频部分的多个极值点；所述极值点包括极大值点和极小值点；
[0026]极值点滤波单元，用于基于预先确定的噪声谱范围，将两个目标光谱数据中处于所述噪声谱范围的极值点滤除，并将两个目标极值点波长相同的极值点滤除，得到两个目标滤波后的多个有效极值点；
[0027]目标识别单元，用于对于白天时段的光谱数据，基于短波、中波到长波波段的有效极值点依次进行判断，某波段中两个目标中有效极值点个数少的为真目标，或某波段所有有效极值点幅值之和相对较小的为真目标，直至某个波段的数据能够分辨出真假目标；以
及对于夜晚时段的光谱数据，基于长波、中波到短波波段的有效极值点依次进行判断，某波段中两个目标中有效极值点个数多的为真目标，或某波段所有有效极值点幅值之和相对较大的为真目标，直至某个波段的数据能够分辨出真假目标。
[0028]在一种可能的实现方式中，该装置还包括：
[0029]噪声谱确定单元，用于获取黑体不同常温温度下的光谱数据；所述黑体光谱数据的高频信号由光谱探测设备的噪声引起；对黑体每个常温温度下的多个光谱数据进行小波分解，得到多个光谱数据的高频部分；以及对每个常温温度下的多个光谱数据求均值和标准差，将其作为每个常温温度下噪声谱的均值和标准差，并基于均值和标准差确定噪声谱的范围。
[0030]在一种可能的实现方式中，所述小波分解单元对光谱数据进行小波分解，确定高频部分的多个极值点，具体为：当小波分解后某个波段的遥感影像像元亮度DN值大于等于其邻域内其它波段的遥感影像像元亮度DN值时，将该波段作为极大值点对应波段；当小波分解后某个波段的DN值小于等于其邻域内其它波段的DN值时，将该波段作为极小值点对应波段。
[0031]第三方面，本申请提供一种电子设备，包括：至少一个存储器，用于存储程序；至少一个处理器，用于执行存储器存储的程序，当存储器存储的程序被执行时，处理器用于执行第一方面或第一方面的任一种可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多波段光谱极值特征识别同形不同质常温目标的方法，其特征在于，包括以下步骤：获取两个目标在白天时段和/或夜晚时段的光谱数据，白天时段的光谱以散射谱为主，夜晚时段的光谱以辐射谱为主；所述两个目标的外形相同，组成不同，一个为真目标，一个为假目标；所述光谱数据涵盖短波、中波及长波三个波段；对光谱数据进行小波分解，确定高频部分的多个极值点；所述极值点包括极大值点和极小值点；基于预先确定的噪声谱范围，将两个目标光谱数据中处于所述噪声谱范围的极值点滤除，并将两个目标极值点波长相同的极值点滤除，得到两个目标滤波后的多个有效极值点；对于白天时段的光谱数据，基于短波、中波到长波波段的有效极值点依次进行判断，某波段中两个目标中有效极值点个数少的为真目标，或某波段所有有效极值点幅值之和相对较小的为真目标，直至某个波段的数据能够分辨出真假目标；对于夜晚时段的光谱数据，基于长波、中波到短波波段的有效极值点依次进行判断，某波段中两个目标中有效极值点个数多的为真目标，或某波段所有有效极值点幅值之和相对较大的为真目标，直至某个波段的数据能够分辨出真假目标。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：获取黑体不同常温温度下的光谱数据；所述黑体光谱数据的高频信号由光谱探测设备的噪声引起；对黑体每个常温温度下的多个光谱数据进行小波分解，得到多个光谱数据的高频部分；对每个常温温度下的多个光谱数据求均值和标准差，将其作为每个常温温度下噪声谱的均值和标准差，并基于均值和标准差确定噪声谱的范围。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对光谱数据进行小波分解，确定高频部分的多个极值点，具体为：当小波分解后某个波段的遥感影像像元亮度DN值大于等于其邻域内其它波段的遥感影像像元亮度DN值时，将该波段作为极大值点对应波段；当小波分解后某个波段的DN值小于等于其邻域内其它波段的DN值时，将该波段作为极小值点对应波段。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，白天时段，单个波段判别公式如下式所示：上式中，λ
TrueTar
为真目标有效极值点对应波段，λ
FakeTar
为假目标有效极值点对应多波段，Num(λ
TrueTar
)为真目标有效极值点个数，Num(λ
FakeTar
)为假目标有效极值点个数，True(λ
TrueTar
)为真目标有效极值点对应光谱DN值，Fake(λ
FakeTar
)为假目标有效极值点对应光谱DN值，Sum(True(λ
TrueTar
))为真目标所有有效极值点幅值，Sum(Fake(λ

【专利技术属性】
技术研发人员：张天序，苏建忠，龚伟，高磊，刘建伟，费锦东，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：