Обнаружение сигналов матричных фотоприемников в условиях априорной неопределенности

• Автор: Рогачев, Виктор Алексеевич
• Шифр специальности: 05.12.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 105 с. : ил.

Содержание:

1. Обзор систем обнаружения
1.1. Обнаружение сигналов в системах на матричных фотоприемниках
1.2. Обнаружение сигнала фотоприемника в режиме ограничения внутренним шумом
1.3. Обнаружение сигнала фотоприемника в режиме ограничения сигнальным шумом
1.4. Постановка задач исследования
2. Построение математической модели выходного сигнала матричного фотоприемника
2.1. Обзор и анализ выходных сигналов матричных фотоприемников
2.2. Математическая модель выходного сигнала фотоприемника
2.3. Классификация моделей выходного сигнала матричного фотоприемника
2.4. Выводы
3. Синтез и анализ алгоритмов обнаружения
3.1. Синтез алгоритма обнаружения для фотоприемников в режиме ограничения фоновым шумом
3.2. Построение приближенного алгоритма обнаружения для фотоприемников в режиме ограничения фоновым шумом
3.3. Синтез и анализ алгоритма обнаружения для фотоприемника в общем режиме
3.4. Выводы
4. Исследование характеристик алгоритмов обнаружения
4.1. Исследование, анализ и сравнение вероятностей правильного обнаружения алгоритмов
4.2. Исследование алгоритмов обнаружения на синтезированных и реальных изображениях
4.3. Выводы
Заключение
Список литературы

Весьма важным применением оптической локации являются системы пассивной локации и в частности, тепловизионные или инфракрасные (ИК) системы.
Среди возможных применений этих систем можно выделить следующие: дистанционное оптическое измерение температуры объектов, наблюдение и слежение за нагретыми телами, например, такими как, корабли, самолеты и космические объекты, обнаружение неоднородностей материалов при технической диагностике, техническое зрение роботов, выявление патологий при медицинской диагностике, астрономия, исследование природных ресурсов и многие другие [6,48,49, 65, 95, 97,102].
Широта применения обусловлена следующими основными достоинствами этих систем:
- во-первых, возможностью наблюдения нагретых объектов, невидимых обычным человеческим зрением,
- во-вторых, возможностью дистанционного действия,
- в-третьих, пассивностью этих систем, и, следовательно, скрытностью их действия.
Важнейшим звеном оптической системы является фотоприемник, определяющий ее основные параметры.
Среди характеристик фотоприемников оптических систем необходимо выделить наиболее важные, такие как:
чувствительность - т.е. коэффициент преобразования фотоприемником принимаемого потока излучения в выходной ток,
- пороговая чувствительность - минимальный принимаемый поток излучения равный шуму.

3.1. Синтез алгоритма обнаружения для фотоприемников в режиме ограничения фоном
Для фотоприемников, работающих в режиме ограничения фоном, полезный эффект проявляется в виде прямо-пропорционального увеличения математического ожидания и дисперсии.
Системы данного класса имеют весьма важное значение, поскольку их потенциальная чувствительность ограничена только флуктуациями излучения фона, принципиально неустранимой составляющей шумов [34, 48,49, 65,101,102].
Решение задачи обнаружения для таких систем получено только при известных параметрах фона и сигнала [15, 47]. Это не отвечает реальным условиям обнаружения, т.к. на практике, как правило, существует априорная неопределенность относительно большинства параметров распределения.
Синтез оптимального правила обнаружения будем производить на основе распределения выходного сигнала фотоприемника.
Для фотоприемников в режиме ограничения фоном, в котором полезный эффект проявляется в виде прямо-пропорционального увеличения как математического ожидания 5 > 0 так и дисперсии о? > 0, проверяемые гипотезы о наличии полезного сигнала 7/, и об его отсутствии Н0 будут иметь следующий вид:
- при отсутствии полезного сигнала:
Я 0 : х є N (Ь,аЬ), у е N (Ь, а Ь) >
- при появлении полезного сигнала:
Я, : х є N(Ь,аЬ), у е N(Ь + з,аЬ + сіб)
Совместная плотность распределения элементов сигнального и