專利名稱：四維可計算激光成像目標探測、識別及辨識性能預(yù)測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于目標識別領(lǐng)域，具體涉及ー種四維可計算的激光成像目標探測、識別及辨識性能預(yù)測方法，用于激光自動目標識別性能預(yù)測。
背景技術(shù)：
成像器對目標圖像(序列)的分辨能力分為三個等級，即檢測(detection)、識別 (recognition)與辨識(identification)，此三級分辨各類目標的能力是生物，特別是人類所獨具的，約束識別能力的主要因素與基本規(guī)律一直是人類想破解的，因為人類希望計算機來實現(xiàn)這一功能。在此，目標四維圖像指的是激光三維距離圖像和強度圖像的融合結(jié)果圖。在國內(nèi)外，目前公開文獻中還未有四維激光成像目標探測、識別、辨識的可計算準則與性能預(yù)測方法。更重要的是，Johnson準則僅適用于ニ維圖像，且Johnson準則僅以空間分辨率(線對數(shù))為可變參數(shù)來界定50%的探測概率、識別概率和辨識概率，參數(shù)單一， 不適應(yīng)多參數(shù)可變的復雜條件。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有Johnson準則僅適用于ニ維圖像的局限性、以及其主觀性、隨機性和不可重復性，本發(fā)明提供了ー種四維可計算的激光成像目標探測、識別及辨識性能預(yù)測方法。四維可計算的激光成像目標探測性能預(yù)測方法，具體為獲取目標激光三維距離圖像和強度圖像，將激光三維距離圖像和強度圖像融合為目標激光四維圖像，計算目標激光四維圖像的目標探測概率P = f (X)，x為信噪比或線對數(shù)或成像距離，目標探測概率P = f(x)越大則表明目標被探測成功的可能性越大；其中，f(X) = b3X exp (b2XX) +Id1 X exp (b0XΧ)或f(X) = BnX1^alriXlri+an_2X『2+…+a^+a。，η 彡 4 系數(shù) Wlvb2 或 an, a^，…， 通過使用樣本激光四維圖像序列(Xi，yi)作ニ維曲線擬合確定，Xi表示第i個樣本激光四
維圖像的信噪比或線對數(shù)或成像距離，Yi表示第i個樣本激光四維圖像的目標探測概率；所述線對數(shù)LP = φ,ρχ X LPy X LPz X LP1 或(LP+LPy+LPz+LP》/4，X 方向的線對數(shù) LPx =目標
成像寬度/像元空間分辨率，Y方向的線對數(shù)LPy =目標成像長度/像元空間分辨率，距離維的線對數(shù)LPz =目標成像高度/像元空間分辨率，強度維I上的線對數(shù)LP1 =目標成像強度/像元空間分辨率。所述樣本激光四維圖像的目標探測概率采用多級濾波方法確定。四維可計算的激光成像目標識別性能預(yù)測方法，具體為獲取目標激光四維距離圖像，計算目標激光四維距離圖像的目標識別概率P' =f' (Y)，Y為信噪比或線對數(shù)或距離分辨率或(信噪比，線對數(shù))或(信噪比，距離分辨率)或(線對數(shù)，距離分辨率)，目標識別概率P' = f'(Y)越大則表明目標被識別成功的可能性越大；其中，f'(Y)=an' Yn+an1' Yn-1+an2' Yn-2+…+a1' Y+a0'，系數(shù)an',an1'…， a0'通過使用樣本激光四維圖像序列(x' i，y' i)作ニ維曲線或三維曲面擬合確定，ニ維曲線擬合時X' i表示第i個樣本激光四維圖像的信噪比或線對數(shù)或距離分辨率，三維曲面擬合時X' i表示第i個樣本激光四維圖像的(信噪比，線對數(shù))或(信噪比，距離分辨率) 或(線對數(shù)，距離分辨率)，y' i表示第i個樣本激光四維圖像的目標識別概率；所述線對數(shù)
權(quán)利要求
1.四維可計算的激光成像目標探測性能預(yù)測方法，具體為獲取目標激光三維距離圖像和強度圖像，將激光三維距離圖像和強度圖像融合為目標激光四維圖像，計算目標激光四維圖像的目標探測概率P = f (X)，X為信噪比或線對數(shù)或成像距離，目標探測概率P = f(x)越大則表明目標被探測成功的可能性越大； 其中，f (X) = b3Xexp Od2XXKb1XexpODciXX)或 f(X) = aX+a^iX^'+a^^^2+··· +Β^+Βο, η ≥4 系數(shù) Ivbplvb3 或 ειη，…，a0 通過使用樣本激光四維圖像序列Ui, Yi)作ニ維曲線擬合確定，Xi表示第i個樣本激光四維圖像的信噪比或線對數(shù)或成像距離，Yi表示第i個樣本激光四維圖像的目標探測概率； 所述線對數(shù)
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光成像目標探測性能預(yù)測方法，其特征在干，所述樣本激光四維圖像的目標探測概率采用多級濾波方法確定。
3.四維可計算的激光成像目標識別性能預(yù)測方法，具體為獲取目標激光四維距離圖像，計算目標激光四維距離圖像的目標識別概率P' =f' (Y)，Y為信噪比或線對數(shù)或距離分辨率或(信噪比，線對數(shù))或(信噪比，距離分辨率)或(線對數(shù)，距離分辨率)，目標識別概率P' = f' (Y)越大則表明目標被識別成功的可能性越大；其中，f' (Y) = an' Yn+an_/ H+anV Yn-2+-+a/ Y+a0'，系數(shù)も',an_/ ,-,a0' 通過使用樣本激光四維圖像序列Ui' , Yi')作ニ維曲線或三維曲面擬合確定，ニ維曲線擬合時χ' i表示第i個樣本激光四維圖像的信噪比或線對數(shù)或距離分辨率，三維曲面擬合時X' i表示第i個樣本激光四維圖像的(信噪比，線對數(shù))或(信噪比，距離分辨率)或 (線對數(shù)，距離分辨率)，y' i表示第i個樣本激光四維圖像的目標識別概率；所述線對數(shù)
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的激光成像目標識別性能預(yù)測方法，其特征在干，所述樣本激光四維圖像的目標識別概率采用歸ー化互相關(guān)方法確定。
5.四維可計算的激光成像目標辨識性能預(yù)測方法，具體為獲取目標激光四維圖像， 計算目標激光四維圖像的目標辨識概率P" = f“ (Z), Z為信噪比或線對數(shù)或距離分辨率或(信噪比，線對數(shù))或(信噪比，距離分辨率)或(線對數(shù)，距離分辨率)，目標辨識概率 P" = f “ (Z)越大則表明目標被辨識成功的可能性越大；其中，
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的激光成像目標辨識性能預(yù)測方法，其特征在干，所述樣本激光四維圖像的目標辨識概率采用歸一化互相關(guān)方法確定。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一所述的預(yù)測方法，其特征在干，若目標激光三維距離圖像和強度圖像為仿真圖像，則還對目標激光三維距離圖像和強度圖像加噪。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的預(yù)測方法，其特征在干，所述對目標激光三維距離圖像和強度圖像加噪的具體實現(xiàn)方式為 I^il計算 X1 = - (2+SNR) X In (I-U1)，X2 = -In I-Iff\ /其中，SNR表示信噪比，U1和U2為在區(qū)間W，l]上服從均勻分布的兩個獨立同分布的隨機變量，N為距離圖像或強度圖像的像素總數(shù)；對于激光三維距離圖像，若も> X1,則發(fā)生了距離反常，用も代替距離圖像中的距離值，完成三維距離圖像加噪；對于激光強度圖像，強度圖像中像素的強度值設(shè)置為max OC1,も)，完成激光強度圖像的加噪。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種四維可計算的激光成像目標探測、識別及辨識性能預(yù)測方法，以多項式或指數(shù)函數(shù)為曲線擬合函數(shù)，選擇特定成像參數(shù)的樣本圖像數(shù)據(jù)庫擬合得到探測/識別/辨識概率計算公式，采用該公式計算得到被測圖像的探測/識別/辨識概率。本發(fā)明開創(chuàng)性的提出了適用于激光成像目標探測、識別和辨識性能預(yù)測的四維可計算準則，將人的主觀判斷用計算機算法近似實現(xiàn)，可操作性強。
文檔編號G06K9/32GK102592119SQ20111046000
公開日2012年7月18日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者丁曉白, 關(guān)靜, 張力, 張?zhí)煨? 彭凡, 易可佳, 汪小平, 王登位, 陳浩 申請人:華中科技大學