基于多光谱最佳匹配的融合成像探测阈值评估理论研究

多光谱融合成像探测技术能有效扩展系统目标探测的覆盖范围,从而显著提高发现与识别目标的概率和系统自身生存能力，在航天，公安，气象，夜视等领域具有广泛应用前景。本项目拟探索基于多光谱最佳匹配的融合成像探测阈值评估理论研究，以提高多光谱融合成像探测系统对目标的探测能力。研究内容主要包括多光谱融合成像探测最佳匹配技术，阈值评估理论建模和视景仿真技术，多通道图像采集光学系统光轴平行机理和结构设计以及试验。本项目是对微光成像探测阈值评估理论与技术的进一步深入，为解决多光谱融合成像探测性能预测理论和评估方法缺乏的问题，探索建立一种完整的阈值评估理论与方法体系，对多光谱融合探测成像技术的改进、提高和发展均有着积极的推动作用。

多光谱融合成像探测技术能有效扩展系统目标探测的覆盖范围,从而显著提高发现与识别目标的概率和系统自身生存能力，在航天，公安，气象，夜视等领域具有广泛应用前景。为了解决多光谱融合成像探测性能预测理论和评估方法缺乏的问题，本项目主要进行了以下研究：.（1）研究了自然光下的景物反射光谱分布特性、景物的辐射光谱分布特性以及探测仪光谱响应分布特性，建立了多光谱融合成像系统反射辐射光谱匹配系数的概念，计算了不同特征背景与不同探测器之间的光谱匹配系数，选取了最佳的光谱匹配点，完成了多光谱融合成像探测最佳匹配技术研究。.（2）分析了夜视成像过程中大气、目标、背景及仪器各个环节中各参数之间的关系及其对观察距离的影响和作用，得出了微光和红外夜视成像系统性能共同的影响因素，提出了一种定量计算多光谱融合成像系统目标探测概率的方法，建立了该融合成像系统的目标探测概率计算模型，并设计试验对该理论模型进行了验证。.（3）利用Vega三维视景仿真软件建立了图像仿真软件平台，模拟了各种不同的天空背景辐射、气候、光照等条件；研究了微光像增强器和红外焦平面的影响成像质量的器件特性参数，建立了这些影响因素的模型，转化为图像仿真软件平台可以接受的输入参数，生成了指定夜间典型环境条件下红外和微光仿真场景。.（4）在项目组已有的微光成像仪、红外热像仪的基础上，研究了多通道图像采集光学系统光轴平行机理，提出了光学结构设计方案，保证了探测方向的一致性，构建了多通道融合成像探测试验装置，并进行了性能试验及相关测试。. (5) 开展了多光谱图像融合算法以及红外小目标检测与跟踪算法研究，在一次融合的基础上，结合目标检测和跟踪技术，更加清晰地提取了目标，实现了二次融合，进一步改善了图像融合效果。. 最终建立的多光谱融合成像系统探测阈值理论模型和评估方法，揭示了多光谱融合成像系统各特性参数之间的关系，及其对整体性能观察距离的影响和作用，可以科学、合理、定量地评价多光谱融合成像系统的探测性能，对多光谱融合成像技术的改进、提高和发展均有着积极的推动作用。