СВ на высококонтрастном фоне, а также малое время, предоставляе-
мое для наблюдения, сильно затрудняют обнаружение СВ человеком–
оператором. Поэтому для обеспечения уверенного обнаружения СВ
требуется реализация автоматических режимов (без участия человека–
оператора), основанных на широком применении методов и алгорит-
мов цифровой обработки видеоизображений в реальном масштабе вре-
мени.
Целью настоящей статьи является разработка и исследование эф-
фективного помехоустойчивого алгоритма автоматического обнаруже-
ния СВ на различных дальностях при различных фоновых условиях
с учетом конечного отношения сигнал/помеха на выходе приемного
канала.
В общем случае после аналого-цифрового преобразования видео-
сигнала (для современных цифровых камер ЛЛС такое преобразова-
ние не требуется) на вход цифрового блока последовательно посту-
пают кадры
x
k
(
m, n
)
, представляющие собой распределение интен-
сивности по дискретным координатам
m, n
в кадре под номером
k
.
При этом объект подсвечивается лазерным передающим каналом при
регистрации каждого второго кадра. Другими словами, кадры разде-
ляются на два типа: активные
x
a
k
(
m, n
) =
x
2
k
+1
(
m, n
)
и пассивные
x
п
k
(
m, n
) =
x
2
k
(
m, n
)
. Активные кадры помимо изображения фона
содержат локационное изображение, включающее блики от обнару-
женных СВ, и изображения диффузно отражающих элементов наблю-
даемой сцены. Напротив, пассивные кадры несут в себе информа-
цию только о подстилающем фоне. Необходимо отметить, что отличие
между соседними кадрами заключается еще и в шумовой реализации
R
k
(
m, n
)
, которая аддитивно добавляется к детерминированному изо-
бражению
E
k
(
m, n
)
. С учетом сказанного, можно записать для
k
-го
кадра:
x
k
(
m, n
) =
E
k
(
m, n
) +
R
k
(
m, n
)
.
Алгоритм обработки входного
сигнала
x
k
(
m, n
)
содержит 7 основных этапов.
1. Цифровая фильтрация входного сигнала:
y
k
(
m, n
) =
m
X
i
=
m
−
(
L
i
−
1)
n
X
j
=
n
−
(
L
j
−
1)
h
(
m
−
i, n
−
j
)
x
k
(
m, n
)
,
где
h
(
i, j
)
— матрица фильтра размера
L
i
×
L
j
,
y
k
(
m, n
)
— выходное
изображение после фильтрации. После фильтрации активного кадра
x
a
k
(
m, n
)
→
y
a
k
(
m, n
)
, пассивного —
x
п
k
(
m, n
)
→
y
п
k
(
m, n
)
.
Цифровая фильтрация входного сигнала преследует две цели:
— повышение отношения сигнал/шум вследствие частичного пода-
вления шумовой составляющей
R
k
(
m, n
)
в высокочастотной области
спектра;
— повышение помехоустойчивости ЛЛС (уменьшение вероятности
появления ложных изображений СВ).
26 ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2011. № 2
