Алгоритм обнаружения оптических целей на фоне помех

В настоящее время активно разрабатываются алгоритмы обнаружения слабых стационарных оптических и инфракрасных (ИК) целей на фоне сильных оптических помех. При использовании метода прямой корреляции обнаруживаемость целей с низким отношением сигнал/шум (SNR) часто оказывается неудовлетворительной. Во многих случаях это ограничение можно частично устранить, применяя обнаружение по коррелированным эталонным сценам [1, 2]. В настоящей работе используется экспериментально обоснованное предположение о том, что большинство оптических помех можно моделировать как отбеленный гауссовский случайный процесс с быстро меняющимся в пространстве средним значением и более медленно меняющейся ковариацией [2]. На основе этого предположения разработан новый обнаружитель с постоянной вероятностью ложной тревоги (CFAR) как приложение классического обобщенного критерия отношения правдоподобия Неймана—Пирсона. Итоговый CFAR-критерий представляет собой безразмерное отношение. Этот критерий обладает желательным свойством: его вероятность ложной тревоги (PFA) не зависит от ковариационной матрицы фактического присутствующего шума. Если лежащие в основе процессы шума являются комплексными во времени, аналогичные соображения позволяют получить критерий обнаружения CFAR с компенсатором боковых лепестков для радиолокации и систем связи. Представлен анализ характеристик, основанный на зависимости вероятности обнаружения (PD) от отношения сигнал/шум при нескольких заданных фиксированных вероятностях ложной тревоги. Наконец, эти характеристики подтверждены компьютерным моделированием процесса обнаружения с использованием реальных изображений и искусственно внедренных сигналов.