I. مقدمة

في الحروب الحديثة، أصبحت حرب المعلومات ضد قرار مفتاح النصر أو الهزيمة، ولكن على أساس منصات الطيران العسكري للحصول على المعلومات غير الحساسة للوقت، ونطاق واسع من التحقيق وغيرها من الخصائص، هو وسيلة هامة لاستطلاع. في العديد من التقنيات اكتساب المعلومات منصة الفضاء، ويمكن الحصول تقنيات التصوير الفائقة الطيفية على أساس الهدف على معلومات الصورة ثنائية الأبعاد، في حين أن الحصول على معلومات ذات بعد واحد من الطيف الهدف، ويمكن أن تعكس صورة شكل مميزة الفيزيائية والكيميائية للكائن التي يجب مراعاتها، وذلك لتحقيق كشف وتحديد الأهداف. على استطلاع الأرض والبحر والحصول على ثراء المعلومات المستهدفة، ويعزز من قدرة الاستطلاع الجوي والمراقبة بالنسبة لطرق أخرى لديها مزايا معينة باستخدام تكنولوجيا التصوير الفائقة الطيفية.

مقارنة مع بيانات الاستشعار عن بعد التقليدية، والبيانات الفائقة الطيفية وجود مجموعة واسعة الطيف، والخصائص الطيفية العالية multisegment الطيفية القرار، ويتم تغطية الطول الموجي التشغيل تصوير فوق الطيفي الانعكاس الشمسي المنطقة الطيفية، وعرض النطاق من أجل من النانومتر، وعدد من العصابات زيادة حادة في عدد من العصابات من المرئي إلى المنطقة الطيفية الأشعة تحت الحمراء القريبة تصل إلى عشرات أو مئات بل. اليوم، أكثر وعرض النطاق الترددي أكثر ضيقا، وعدد من العصابات أكثر وأكثر، في عدد من التطبيقات توفر أكثر ثراء البيانات وطرق البحث.

ثانيا، تصوير تطبيق الطيفية في الجيش

في أواخر 1970s، معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا الباحثين يرتبط أولا تنفيذ الطيفي تصوير برنامج البحوث المقترحة من 32 32 مجموعة كاشف HgCdTe سطح Pushbroom (Pushbroom) الطيفي تصوير (AIS) اختبار المحمولة جوا عمل تطوير النموذج الأولي، وحصل على دعم من وكالة ناسا، والذي يعمل نظام AIS هو مبين في الشكل (1).

رسم تخطيطي 1 AIS نظام التشغيل

في عام 1982، وتصوير الطيفي على متن رحلة تجريبية الأول تم الحصول عليها بنجاح صورة 32 نطاقات طيفية في المنطقة تحت الحمراء مرئية وقصيرة الموجة، ولكن للحصول على عرض البيانات AIS من بكسل 32 فقط، إشارة إلى انخفاض نسبة الضوضاء، مما أدى إلى البيانات تطبيق محدودة. الثاني مطياف الجيل التصوير AIS-2، سيتم تمديد 32 يوان الى 64 كاشف بيكسل، يتم توسيع البيانات، ولكن يكتسب صورة الفائقة الطيفية العرض لا يزال محدودا جدا، فمن الصعب تلبية متطلبات التطبيق.

1980s، ومختبر الدفع النفاث، وضعت معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا العلماء الطيفية تصوير AVIRIS البندول مكنسة (Whiskbroom)، التي آلية البصرية ومنصة محمولة جوا هو مبين في الشكل 2، والذي يستخدم مجموعة خطية كاشف زائد بصري لعمل آلة المسح الضوئي، جهاز مواصلة توسيع نطاق تغطية الفضاء. 224 العصابات المتوفرة في المدى الطيفي من 0.4 ~ 2.5m المعلومات الطيفية، وهو القرار المكانية من 20M، وعدد من وحدات البكسل من ارتداء مسار الاتجاه الروافد 600، هي واحدة من أكثر مطياف المحمولة جوا عادة.

نظام FIG 2 AVIRIS آلية البصرية وER-2 منصة محمولة جوا

ونظرا للمزايا فريدة من تكنولوجيا التصوير الطيفي في مجال الاعتراف التمويه العسكري، والجيش الامريكي من 1990s في وقت مبكر لبدء المحمولة جوا الطيفي التصوير التحقق من صحة التكنولوجيا، بدعم رئيسي من قبل البحرية الامريكية لتطوير الطيفية الرقمية اختبار جمع الصور في عام 1995 (HYDICE) وسلاح الجو الأمريكي في عام 1995 لدعم التنمية في تحويل فورييه تصوير الجوي الطيفية (FTVHSI) وهلم جرا.

من أجل التحقق من جدوى تكنولوجيا التصوير البحرية الامريكية الطيفية في التطبيقات العسكرية، ومتطلبات التطبيق للقوات البحرية، وأدوات التصوير الطيفي الأصلية للتحليل، بعد مؤشرات حجة كاملة، وضعت جديدة فائقة تحجيمها من خلال الطيف الصوت من الصور الرقمية اختبار مجموعة (HYDICE). CV-580 نظام وHYDICE منصة محمولة جوا 3، HYDICE ارتفاع العمل لعام 2000 ~ 7500m، مجال الرؤية من 8.94 درجة، يستخدم النظام طريقة المنشورية، والحصول على 210 العصابات في المدى الطيفي 400 ~ 2500nm المعلومات الطيفية، فإن متوسط قرار الطيفي لل10nm. غرامة قرار الطيف الطيفي يعكس ينتمي سمة مميزة تفصيلا، وميزة التركيب الكيميائي المفيدة للتحليل الكمي للالاستشعار عن بعد مستوى الطيفي.

FIG 3 HYDICE CV-580 نظام ومنصة محمولة جوا

وبالإضافة إلى ذلك، نظرا لقدرة الطائرات بدون طيار قوية من أجل البقاء في استطلاع عسكرية، لا يوجد خطر الإصابات، والتنقل جيدة وغيرها من الخصائص، كثف الجيش الامريكي يصل البحوث تصوير فوق الطيفي مجهزة طائرات بدون طيار. في عام 2000، وسلاح الجو الأمريكي لوضع خطة تطوير التكنولوجيا الفائقة الطيفية لمنصة الطائرات بدون طيار - مجموعة واسعة من ارتفاعات عالية استطلاع فوق الطيفي في الوقت الحقيقي رصد اختبار (WAR HORSE). خطط WAR HORSE لاستخدام "بريداتور" بدون طيار منصة مركبة جوية، ومجهزة الضوء المرئي، الأشعة تحت الحمراء القريب حمل الاختبار الطيفية وعالية الدقة الخطية الكاميرا مجموعة، والتركيز على الخوارزميات المتعلقة بالتحقق وقوة المعالجة الحمولة الفائقة الطيفية، التي الطيفي تصوير (HSI ) في الجزء الأشعة تحت الحمراء المرئي والقريب (450 ~ 900nm) قد تغطي نطاقات طيفية 64، وزاوية عرض هو 9.3 درجة، في حين أن ارتفاع رحلة قرار 3KM بكسل نموذجية من 1M. نظام HSI هو مبين في الشكل (4) والطائرات بدون طيار "بريداتور" التي شنت الموقف.

وشنت FIG 4 نظام HSI "بريداتور" بدون طيار موقف

لتعزيز القدرة على اكتشاف المواد التمويه، في عام 2001، ومختبر القوات الجوية الأمريكية للطائرات بدون طيار على ارتفاعات عالية وضعت تحت الحمراء الطيفي الاستشعار عن بعد التصوير فتحة منصة برنامج (SPIR)، وتطوير نموذج أولي تصوير فوق الطيفي. النتائج الاولية ل"غلوبال هوك" بدون طيار منصة مركبة جوية للمصادقة، ومتوافق "بريداتور" بدون طيار منصة مركبة جوية، والآن الخطة لا تزال في طور التنفيذ. وبالإضافة إلى ذلك، ومختبر أبحاث سلاح الجو الجارية UAV التحقق الفرقة المرئي من الطيفي، وتركز على حل "خزان شجرة" (الدبابات تحت أشجار) للكشف عن المشاكل.

في عام 2006، والبحرية الأمريكية، "غريفين الغارديان" رحلة تجريبية ناجحة لطائرات بدون طيار، مجهزة بكاميرا الفائقة الطيفية على الطائرات بدون طيار. الفائقة الطيفية كاميرا الطول الموجي الفرقة 400 ~ 1000nm، حجم 1024 1024 باستخدام جهاز استشعار CMOS، القرار الطيفي لل2.35nm. في عام 2007، اشترت القوات الجوية الأمريكية دفعة من تصوير فوق الطيفي مصغرة (MHIS) لشركة Headwall الضوئيات لتحميل "بريداتور" طائرات بدون طيار. تغطية MHIS النطاق الطيفي المرئي من الفرقة بالقرب من الأشعة تحت الحمراء (400 ~ 1000nm) والقريب الأشعة تحت الحمراء (900 ~ 1700nm)، وهو قرار الطيفي لل3.5nm.

ثالثا، تقوم على سطح البحر الهدف الكشف التكنولوجيا الفائقة الطيفية

البيانات الفائقة الطيفية وجود متعددة الأطياف تضييق، ودقة عالية، كمية كبيرة من المعلومات وغيرها، وفرقة واحدة من هدف تحديد ومقارنة المزايا العظيمة]، لذلك يستخدم على نطاق واسع لدراسة كشف هدفا عسكريا البحر، الرئيسية بما في ذلك التمويه الجزيرة كشف هدف عسكري، السفن السطحية الكشف عن الهدف والإنذار الصاروخي المبكر.

البيانات الطيفية بناء على الأساس المادي لكشف الأهداف السطحية أعالي البحار

البيانات الفائقة الطيفية خريطة ذات خصائص وحدة وطنية، وبالتالي عندما استخراج الهدف السفينة، ويمكن الاستفادة منها ملامح الصورة لاستخراج بعض الخصائص والمعلومات الطيفية في وقت واحد. فمع تقدم التكنولوجيا، القرار الهندسي وقرار الطيفي المعدات الفائقة الطيفية قد تزايد. شنت على، على سبيل المثال، الولايات المتحدة التكتيكي الفضائية -3 الطيفية تصوير، التي لديها 5M قرار الهندسي وصلت على متن استبانة الطيفية تصل إلى 10M. والهدف من السفن العسكرية على البحر، طوله الأساسي في متر فوق، عشرات الأمتار في العرض. وهكذا، عند استخدام جهاز التصوير فوق الطيفي للكشف عن الهدف، ومخطط يمكن الكشف عن وجوه بشكل كبير.

وعلاوة على ذلك، لأن السفن، وعادة بنية هدف معدني، ومياه البحر الخلفية، وفقا لفي الخارج البيئة البحرية والتنوع ملوثات المياه المحيط المعلومات، ويعتبر الساحلي الطيف إشارة البحرية عموما 0.9m تقع أساسا أو أقل. هناك اختلافات واضحة في الإشعاع، وخصائص تشتت الهدف والخلفية، الصور الطيفية مختلفة، وبالتالي فإن استخدام البيانات عالية الهدف والخلفية الطيفية قد يكون فعال مساحة الفخ. وعلاوة على ذلك بعض سفن السطح خفية، مع الأخذ بعين الاعتبار الفرق في درجة الحرارة التي تنتجها المروحة والمحرك، مع نطاقات طيفية عالية قد الحصول على هذه الميزات استخراج فعال الهدف السفينة. للتمويه عسكري معين في الجزيرة، بسبب التكنولوجيا الحالية صعبة للغاية لإخفاء بيئة حقيقية خط طيفي ثابت، والعصابات مميزة بالتالي مختارة من البيانات الفائقة الطيفية، يمكن أن ينظر إلى صورة طيفية بين المواد التمويه مع مواد ذات الحجية فرق كبير، أي استخدام تكنولوجيا الكشف عن الهدف شديدة الطيفي لتحقيق الهدف كشف مموهة. FIG 6 هو استخدام التمويه العسكري الهدف كشف الطيفية، صورة ملونة التقليدية اليسار واليمين ويكتسب صورة pseudocolor تمويه، مثل هذه الصورة pseudocolor مزيد من تصنيعه عن طريق اختيار محددة الفرقة الطول الموجي الطيف، يمكن الكشف بوضوح موقع خزان التمويه.

6 الدبابات الأمريكية الطيفية اختبار الكشف عن

في الوقت الحاضر، أصبح جيل جديد من شيوعا الصواريخ المضادة للسفن مع هجوم فائقة الأفق، اختراق الأسرع من الصوت، وانخفاض رحلة الارتفاع، تصميم الشبح، توجيه المحطة مركب، تغيير خصائص الباليستية وغيرها، وسلاح هجومي الرئيسي من الحرب البحرية والسفن السطحية الحديثة تسبب بقاء تهديدا كبيرا. وقد أظهرت الدراسات أن هذه الصواريخ بلوم 0.4 ~ 1.7m مرئية / الأشعة تحت الحمراء القريبة الفرقة، 3 ~ 5m موجة waveband الأشعة تحت الحمراء، 8 ~ 12m فترة طويلة موجة الخصائص الطيفية الأشعة تحت الحمراء واضحة.

ولذلك، من أجل تحسين قدرات الكشف الصواريخ، للكشف عن الهدف، والحد من مخاطر السفن تتعرض للهجوم، والخصائص الطيفية للهدف الكشف يمكن أن تتطابق مع قاعدة البيانات الفائقة الطيفية الطيف القياسية للوجهة أنواع، والصفات، ومعلمات، و قد تتخذ التدابير المناسبة لتتبع والليزر تتراوح، لتوفير أساس أكثر موثوقية لقرارات قيادة الحرب.

التقدم في البيانات خوارزمية كشف الأهداف على أساس الطيفي

عندما تم الكشف عن الهدف مع البيانات الطيفية العالية، وعلى رأسها المزايا الثلاث التالية: أولا، استخدام الكشف عن الهدف الخصائص الطيفية القرار الفضاء صورة المكتسبة أقل تطلبا، والبيانات الفائقة الطيفية الثانية لديها معلومات الطيفية وفيرة، يمكن التعرف على نحو فعال من صحة الهدف، ويقوم المركز الثالث برصيد الخصائص الطيفية، يمكن تسليط الضوء بشكل فعال الهدف كشف عن الخلفية المعقدة

من بداية 1990s، أطلقت العلماء الطيفية الكشف عن الهدف الصورة خوارزمية دراسة مقارنة ممثل من العلماء في جامعة ماريلاند C. I. تشانغ، معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا D. تشانغ بينغ، الباحث في معهد الأرض وغيرها من Manolakis، الأكاديمية الصينية للاستشعار عن بعد والرقمية. عملهم لتعزيز التطور السريع للغير طبيعية خوارزمية الكشف عن الهدف وخوارزميات الكشف عن الهدف السريع، وما إلى ذلك، تعززت بشكل كبير صورة الفرق بين الهدف والخلفية من خوارزمية معالجة القائمة.

وضع هدف غير طبيعي خوارزمية الكشف

ووفقا لما إذا كان على علم مسبق، سيتم تقسيمها إلى فئتين استنادا إلى البيانات الفائقة الطيفية الهدف طريقة الكشف: أولا، إشراف والكشف عن الهدف معلومات مسبقة؛ وثانيا، من دون أي معلومات مسبقة من الكشف عن الهدف غير خاضعة للرقابة. الأول هو الكشف عن الهدف بالمعنى المعتاد، في حين أن هذا الأخير غير طبيعي الكشف عن الهدف. غير طبيعي الكشف عن الهدف ويمكن تقسيمها إلى فئتين: مباشر غير طبيعي كشف الأهداف على أساس الخصائص الإحصائية، والثاني يتم استخراج أول هدف، الخلفية الخصائص الطيفية، ومن ثم استخدام القانون على كشف إشراف الهدف.

الخصائص الإحصائية خوارزميات تمثيلية مباشرة شذوذ الكشف عن الهدف من الصورة استنادا إلى خوارزمية RX من I. S. القصب وX. اقترح يو في عام 1990، وكان ينظر إليه على أنه مرجع في مجال الشذوذ خوارزميات الكشف وتدرس على نطاق واسع. ومع ذلك، هذه الخوارزمية لديه العيوب التالية: الخلفية المطلوبة التوزيع الطبيعي، وهناك فرق كبير بين المشهد الحقيقي؛ تتطلب خلفية تأثير استخراج واحد ليست واضحة في سياق معقد، زيادة تعقيد نموذج الخلفية مع الفرقة زيادة كفاءة منخفضة. لذلك، العديد من الباحثين تم تحسين هذه الخوارزمية. C. I. اقترح تشانغ وآخرون عددا من مشغل التحسينات، مثل مشغل R-RX، وهو احتمال ضعيف خوارزمية الكشف عن الهدف والكشف عن خوارزمية معادلة الهدف. في عام 2012، E. يقترح RX LO فضاء جزئي لتحقيق أقصى قدر من كشف شذوذ، 2014، فإنه يوفر المتغيرات العددية الأمثل الشذوذ نموذج كشف استنادا الى عوامل المشغل لتحسين المشغل الكشف عن نتيجة RX.

من أجل تحسين مشغلي RX في بيئة معقدة خلفية النتائج السيئة كشف الظاهرة، S. ماتيولي آخرون المقترحة تقدير كثافة التكيف محليا لكشف الخلفية شذوذ RX، RX تحسن كبير في أداء المشغل الكشف، بالإضافة اقترحوا أيضا خوارزمية الكشف على أساس الخلفية المقدرة غير حدودي، ولكن أيضا لتحسين الأداء الكشف .

RX خوارزمية لعيوب عالية كاذبة معدل انذار، Yver، الذي اقترح الشذوذ خوارزمية الكشف على أساس أقصى احتمال اللاحق، حكم ماركوف يزيل أهدافا وهمية.

RX للمشغل من التغاير معكوس المصفوفة هي عيوب كبيرة، شفايتزر آخرون استخدام ثلاثة عشوائي تقدير مباشرة مصفوفة معكوس مصفوفة التغاير، والحد من التعقيد الحسابي لعملية انقلاب.

مع التوسع في تطبيق نظرية التعلم الآلي، K. وقدم آخرون Heesung طريقة التعلم الآلي النووية لمعالجة الصور الطيفية، وظيفة رسم الخرائط النووية والنووية لتحسين فصل الكائن القدرة من الخلفية، حققنا كشف هدفا جيدا. وفي وقت لاحق، S. أن تمتد الخزاعي لمشغلي تصحيح RX كشف شذوذ النووي، لمواصلة تحسين خوارزمية RX القدرة على الكشف. بعض الباحثين إدخال SVDD من الوصف الهدف بيانات المتجهات خوارزمية كشف شذوذ لتحسين فعالية دقة وكفاءة الكشف عن الهدف. ولكن التحسينات SVDD تستهدف الشذوذ الكشف مشغلي الصعبة تظهر على اختيار وظيفة النواة والتصميم المعلمة، الكثير من الباحثين على أساس سلسلة من التحسينات SVDD تستهدف الشذوذ مشغل الكشف، من زوايا عديدة لهذه الخوارزمية، وحققت نتائج جيدة.

إشراف طريقة الكشف عن الهدف لفئة تعرف باسم الطيف الهدف. المعروف رصد الغاية الطيفي طريقة الكشف الهدف هو ممثل شركة مقيدة مشغل تقليل الطاقة (CEM). المشغل المقترح من قبل C-IChang وآخرون، ومن المعروف أن الخوارزمية فقط في الحالة التي يكون فيها أطياف ميزة المستهدفة، التي تم الحصول عليها من خلال تبسيط LCMV الخوارزمية، والتي المتطابقة تصفية باستخدام الطيف الهدف لتمكين الكشف عن البكسل الفرعي. CEM الشذوذ باعتباره ممثل معروف طائفة هدف الكشف عن الهدف، والعنصر لديه هدف إشارة خوارزمية الكشف دون صورة. وبالإضافة إلى ذلك، هناك علماء آخرين مثل هذه الخوارزميات البحوث المتعمقة، Manolakis، الذي اقترح خوارزمية مرشح يقابل التكيفية (AMTF). يستخدم خوارزمية نفس الطيف الهدف الحصول على أقصى قدر من احتمال الهدف، ومن ثم استبدالها في بناء المعمم نسبة احتمال مشغل الكشف عن الهدف. على هذا الأساس، والخوارزمية لتحسين أداء كشف عن طريق زيادة دقة مطابقة. النظر وعدم وجود طيف خلفية يؤدي إلى صعوبة في قمع فعالية استخراج وجوه خلفية تؤثر على دقة معلوماتهم الطيفية التي حصل عليها العنصر نهاية استخراج الخلفية، هذه الخوارزمية تحويل النهائية المستهدفة يعرف معلومات وخلفية الطيفي الكشف عن وجوه الخوارزمية، تحسين أداء خوارزمية الكشف عن الهدف.

فئة أخرى من المعروف خوارزمية الكشف عن وجوه إشراف للكشف عن مجموعة المستهدفة والطيف الخلفية. الفكرة الأساسية لهذه الخوارزمية للكشف عن تثبيط الهدف على أساس المعلومات على خلفية من خلال خوارزمية تصفية المتطابقة. هذه الخوارزميات عادة متعامد طريقة فضاء جزئي الإسقاط (OSP) في عام 1994 من قبل هارسنى وتشانغ، ويتم تنفيذ الخوارزمية لخلفية قمع من قبل مساحة خلفية تكملة متعامد العرض والتصفية ثم الطيف الهدف مطابقة من أجل تحقيق الغرض من الكشف عن أهداف بارزة. OSP على أساس خوارزمية، سلسلة من تحسين خوارزميات: الضوضاء طريقة فضاء جزئي الإسقاط (NSP) التي اقترحها تشانغ، الخوارزمية يمكن الكشف عن العناصر الفرعية بكسل. تعميمها متعامد مشغل فضاء جزئي الإسقاط (GOSP) باستخدام عدم إشراف الفرقة بعد نشر طريقة ثم استخدام المشغل كشف OSP، طريقة فضاء جزئي الإسقاط (SSP) للحصول على ناقلات تكميم باستخدام ميزة الخلفية، ومن ثم المتوقعة مطابقة الطيفي، اختال مشغل فضاء جزئي الإسقاط (OBSP) الإسقاط تمديد فضاء جزئي متعامد فضاء جزئي بشكل غير مباشر، وكذلك مشغل المعمم احتمال نسبة مزيج اختبار، خصائص حلول OBSP المعمم دقة الكشف نسبة احتمال المعلومات الأساسية مشكلة الاعتماد، في حالة سياق غامض استخدام الحد الأقصى لطريقة نسبة احتمال لا يزال يمكن الحصول على نتائج الكشف أفضل. بالإضافة إلى تحسين OSP خوارزمية، للحد من التدخل الهدف القيد تصفية خوارزمية (TCIMF) أيضا ينتمي إلى خوارزميات الكشف عن الهدف غير طبيعية معروفة الهدف والخلفية. يفترض الخوارزمية التي الهدف، والخلفية للانفصال الضوضاء، وإيجاد القيود ناقلات القيد يمكن أن تستهدف في وقت واحد والخلفية، بحيث معلومات مشغل في حين تسربت الكائن خلفية اكتشاف. على غرار النوع الأول من طريقة الكشف، وبعض الباحثين خوارزمية الفضاء النووي إلى نوع الخوارزمية الثانية لتحسين أداء هذه الخوارزميات باستخدام أسلوب التعلم الآلي، مثل ممثل KTCIMF KOSP والمشغلين الآخرين، هؤلاء المشغلين يتم استخدامه لتحسين أداء الكشف عن المشغل عن طريق التعيين غير الخطية.

مركز البحوث الهدف السريع خوارزمية الكشف

الكشف عن الهدف في الوقت الحقيقي هو التحقيق الطيف من المعدات العسكرية عالية الأداء هو مؤشر مهم. ومع ذلك، مع تطوير التحليل الطيفي والتصوير، ويتم زيادة كمية الطيفية بيانات الصورة تدريجيا، في الوقت الحقيقي كشف القيد الهدف. معظم الشاذة خوارزمية كشف الهدف هو استخدام البيانات والمعلومات الطيفي العالمية أو المحلية لاستهداف المعلومات ذات الصلة والخلفية الإحصائية، والتركيز على الخوارزميات لتحسين أداء كشف الخوارزمية، في حين تجاهل متطلبات كفاءة الخوارزمية. ولكن لتطبيقات الكشف عن الهدف العسكرية، وتحسين في الوقت الحقيقي خوارزمية الكشف عن مشكلة خطيرة. من أجل تلبية الاحتياجات العسكرية، والحاجة إلى اقتراح خوارزميات جديدة أو خوارزميات الكشف عن الهدف المقترح حاليا التحسينات.

في عام 2005، D. اقترح تشيان آخرون وسيلة لتحليل التمايز الخطي (CLDA) ضيق الوقت الحقيقي، والنسبة بين أقصى حد تلبية الشرط عائقا استنادا إلى الفئة المسافة، ثم قم بتوسيع الوقت غير الحقيقي القيود إشرافها الخطي تحليل التمايز (UCLDA)، وفي عام 2009 اقترح خوارزمية سريعة للهدف الطيفية تنسيق تخزين بيانات الكشف على أساس القريب المعالجة في الوقت الحقيقي، 2013، N. Acito آخرون RX الشاذة المحلي الخوارزمية إطارا في الوقت الحقيقي، من خلال حساب البيانات العازلة اثنين (يعني والتباين في المخزن المؤقت)، وتحسين كفاءة الحسابية الخوارزمية RX، 2014، A. روسي، الذي جعل الكشف عن الهدف هيكل خوارزمية RX السريع، واستخدام الخطية تحديث الجبر التغاير مصفوفة، ولكن لا يحل الحوسبة المعقدة يجلب تأخير حساب في الأساس، من العام نفسه، J. M. موليرو وآخرون المقترحة معالج متعدد النوى على أساس الكشف عن شذوذ GPU RX، من أجل تحسين كفاءة الحسابية RX المشغل المحلي على أساس انزلاق نافذة باستخدام بالتوازي قوة المعالج GPU الأساسية الحوسبة، E. تورتي وآخرون المقترحة في الوقت الحقيقي خوارزمية التعرف على فضاء جزئي الطيفية، ولأنواع مختلفة من الأداء العالي بنية الحوسبة يتضمن أغراض العامة رسومات متعددة النواة تجهيز وحدة (GPU) ومعالج الإشارات الرقمية (DSP)، الهدف بسرعة الكشف.

المحلية، وتشانغ بينغ، وآخرون DSP تصميم تنفيذ من منظور عالية الأطياف خوارزميات الكشف عن الهدف، استنادا إلى الانتهاء من نظام دفع مكنسة الطيفية التصوير مطياف في الوقت الحقيقي كشف للحصول على أفضل نتائج التصوير، W. اقترح قوه وآخرون على المعالجة المتوازية أساس DSP-المتعددة RX شذوذ كشف والأداء كشف وتحسين كفاءة المشغل RX إلى حد ما. في أساليب الكشف عن الهدف السفينة، شو فانغ، الذي اقترح طريقة التلقائي للكشف عن السفن السطحية الهدف غير خاضعة للرقابة. بعد هذه العملية في الأساس البصرية كبير، جنبا إلى جنب مع متعددة أهمية للكشف عن أهداف سطحية نموذج البحث السريع، وتوليد FIG كبير تجزئة لها الخشنة، هل الهدف شريحة استخراج علامة وحبيبات، والغيوم الثقيلة التي قد كشف و الجزر الزائفة الهدف مع اتجاه الانحدار حيث تحديد ودقة وإزالة الأهداف سفينة الهدف وهمية.

وباختصار، فإن بعض خوارزمية معالجة في الوقت الحقيقي الحالية لتحسين خوارزمية من الكفاءة الحاسوبية وعالية الأداء الرئيسية المعالجات بدءا لتحقيق الكشف عن الهدف في الوقت الحقيقي إلى حد ما، وتحسين كفاءة الكشف، ولكن هذه الخوارزميات لا يزال عدد كبير من عمليات مصفوفة معقدة و العملية العكسية، التي وضعت متطلبات أعلى إلى الأمام على الأجهزة المعالجة، حتى ان هناك بعض الصعوبات على متن المعالجة في الوقت الحقيقي.

رابعا، الطيفية القائم على تكنولوجيا الكشف تحت الماء الهدف

تحت الماء الهدف مع إخفاء القوي، تسببت سلامة الملاحة تهديدا كبيرا، والتي، كما قاتل البحرية تنفيذ الغواصات الاستراتيجية والتكتيك من صولجان، أصبحت المعدات العسكرية الرئيسية في البلاد.

السونار هو أداة المستخدمة حاليا للكشف تحت الماء أهداف، ولكن مع تطور التكنولوجيا للحد من الضوضاء، تحت الماء الناتجة الضوضاء بواسطة هدف الحصول على أقل وأقل، وانخفاض السرعة المبحرة الضوضاء غواصة خلفية المحيط كان قريبا من الضجيج، لذلك استخدام تحت الماء تقنية السونار للكشف عن الأهداف العسكرية يصبح أكثر صعوبة. حاليا، فإن العالم تدرس بنشاط استخدام تحت الماء تقنية السونار يعني كشف غير المستهدفة. غير السونار تحت الماء الأجسام يتكون أساسا من الطرق التالية: ليزر، الأشعة تحت الحمراء، والكشف عن الشذوذ المغناطيسي، الطيفية وهلم جرا. من بينها، تحت الماء الكشف عن الهدف باستخدام التكنولوجيا الفائقة الطيفية يمثل توجها هاما للأبحاث المستقبل.

بناء على وضع تحت الماء الكشف عن الهدف تكنولوجيا التصوير الفائقة الطيفية

أبحاث على أساس الكشف تحت الماء الهدف تكنولوجيا التصوير الفائقة الطيفية بدأت في 1990s، وركزت الدراسات على الغواصة الصورة الفائقة الطيفية تلقى الضوء المنعكس تشكيل تحليلها، والذي يعتمد على الكشف عن نتيجة ينعكس عمق اختراق الضوء في الماء. في عام 1996، والعلوم والتكنولوجيا (العلوم AndTechnology الدولية) التي وضعتها المتقدمة المحمولة جوا نظام التصوير فوق الطيفي (AAHIS) يتم تطبيقها على منصة الطيران، عن طريق AAHIS الطيفية حل السلطة، يمكن للنظام بسهولة كشف المستور في البحر تحت الشعاب المرجانية، وطوربيدات وغواصات والحيتان وأهداف تحت الماء الأخرى.

FIG 7 تصوير فوق الطيفي باستخدام البحرية الألغام والتجارب كشف غواصات إجراء

في عام 2003، واستخدام البحرية الامريكية للنظام الاستشعار المحمولة جوا الطيفية (لاش) تجارب للكشف عن الغواصات في المياه الضحلة، في محاولة للتغلب على منطقة المياه الضحلة من الصعوبات الناجمة عن تعقيد فوضى الخلفية لالسونار. تم تثبيت نظام في الكنة المحمولة الضوئية المتكاملة، الكشف التلقائي من غواصة عن طريق اختيار فرقة معينة، والكشف عن أهداف ضعيفة لتحقيق الخلفية المعقدة، فإنه يمكن أن تستخدم لكشف الغواصات والألغام والأهداف تحت الماء الهامة الأخرى للتمييز أهمية عسكرية .

على الرغم من أن استخدام تقنيات التصوير الطيفي يمكن تنفيذ الحد الأدنى وتبين التجارب أن مقياس مستوى قرار خلية أو أقل، وعمق 30M كشف الغواصات. ومع ذلك، في الحالات الفعلية، تجاوز الغوص عمق عمق الغواصة في كثير من الأحيان، وبالتالي، لا يمكن تلبية الكشف عن الهدف من الاحتياجات الفعلية غواصات منطقة عميقة تلقي مباشرة إشارة ضوئية المنعكس من الغواصة.

نظرا لعمق محدود جهاز كشف الطيفية، للكشف عن الغواصات أهداف أعمق، والنظر في طرق الكشف غير المباشرة. في الغواصة المعروفة خلال مركبة تحت الماء سوف يستيقظ التدفقات وتمتد إلى البحر، وعلى سطح البحر عن طريق الكشف أعقاب الكشف عن الغواصات.

وفقا لآلية أعقاب، المسار يمكن تقسيمها إلى أربع فئات، وهي من الأمواج، والاضطراب والاستيقاظ التفاعل كلفن مع البيئة البحرية يستيقظ شكلت، مضخة المروحة أو الدفع النفاث بحيث أثناء التشغيل مياه البحر التجويف فقاعات أعقاب لدت، بعد الحراري شكلت مع تبريد الاحتكاك غواصة المياه وانبعاث الحرارة من الغواصة عند التنقل، الكائنات البحرية والمجال البيولوجي طبقات متداخلة من الضوء من قبل غواصة في البحر، وذلك لتشكيل اليقظة.

لأنواع مختلفة من بعد، وأنواع مختلفة من وسائل الكشف يجوز توظيف للكشف. في الوقت الحاضر، ويستند المحلية والذيل من تدفق فقاعة أساسا على تقنيات SAR التصوير الراداري والليزر، وتناقش هذه الورقة تطبيق تقنية التصوير الفائقة الطيفية الأولية في ضوء أعقاب أعقاب البيولوجي والحرارية الكشف على هذا الأساس.

مناقشة طريقة الكشف على أساس استرجاع الحرارة الهدف على أساس أعقاب الحرارية الفائقة الطيفية من غواصة وحالة الكشف عن الهدف

عملية الملاحة تحت الماء، ومياه التبريد للمنشآت النووية كميات كبيرة من أعقاب الحارة تفريغها، المروحة سوف تنتج كمية كبيرة من الحرارة خلال العملية، فإن الماء الساخن تطفو إلى نوعية السطح من الضوء لتشكيل مسار مستمر أو متقطع في البحر، هذه الخصائص المميزة للمسارات المرتبطة بمياه البحر. الجهود البحثية الحالية لها توزيع البند تركيزا، حساب الذيل جداول التدفق، وتيار الذيل آلية المتولدة من كل تدخل في مجرى الذيل. وشنت العلماء الصينيين أيضا دراسة ذات صلة، بما في ذلك: المحمولة جوا الحراري بالأشعة تحت الحمراء كشف أعقاب جدوى تحت الماء الأهداف؛ المعلمات العمودي درجة حرارة الطبقات مياه البحر الحرارة أعقاب الحراري السطح الحر للمركبة تحت الماء، والكثافة والسرعة الاختلاف؛ الهيئات مياه البحر انتظام درجة الحرارة ودرجة الحرارة الطبقات مياه البحر الباردة المغمورة تستيقظ الفرق القانون نشر المزدهر والمياه الساخنة والباردة ومثل الخصائص. حيث تظهر خصائص نقل الجماعي من الدراسة التقليدية من يستيقظ البرد غواصات: يسبب سرعة عالية دوران المروحة لزيادة الحرارية مسافة أعقاب التأخير، يتم تقليل الفرق في درجة الحرارة على سطح البحر، واضطراب من الغواصة الغارقة درجة حرارة كثافة الطبقات والمياه شكلت المزدهر بالمقارنة مع المياه، زادت أعقاب البارد إشارة درجة الحرارة التفاضلية، وكثافة موحدة في درجة الحرارة كما سطح البحر مجال تغير درجة الحرارة بشكل كبير، من درجة حرارة زيادات الفرق تستيقظ 6.13mK إلى 84mK، يتم تحديد ذيل بارد من قبل خصائص التدفقات لتحت الماء المنبع سطح البحر الغواصة. وتشير العديد من الدراسات، ونظام التصوير بالأشعة تحت الحمراء قادرة على التقاط الغواصة يستيقظ المحيط الفرق في درجة الحرارة مياه البحر، ولكن ضمن نطاق محدود من خيار للتأثير 8 ~ 12m الفرقة أفضل الكشف.

أطلقت الولايات المتحدة أقمار صناعية مجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء كشف عام 1976، الذي بث من خلال الكشف الحرارة ذيل غواصة. ومع ذلك، هذه الحساسية تقنية الأشعة تحت الحمراء للكشف عن يطالبون، صاخبة عندما تكون في الاستخدام الفعلي، وغالبا ما يكون من الضروري صورة بالأشعة تحت الحمراء يمكن أن تتعزز إلى الكشف عن الهدف، وغالبا ما يؤدي تحسين الصورة ولكن هذه الأساليب إلى فقدان المعلومات وغيرها من القضايا ، حتى أن طريقة الكشف غواصة بناء على استشعار بالأشعة تحت الحمراء من الصعب القتالية تطبيقها على نحو فعال.

بعد أجهزة الاستشعار الفائقة الطيفية الأشعة تحت الحمراء من خلال الحصول على 8 صورة الفائقة الطيفية ~ 12m، واختيار وحيث الطيفية تحويل، يمكنك يحمل الابتعاثية من مياه البحر، وعلى أساس أعقاب الكشف عن الغواصات الحرارية، ويستند في المقام الأول على مستوى درجة حرارة انبعاث المياه. عندما انعكاس الابتعاثية درجة حرارة الماء، يفترض الابتعاثية أقصى max قيمة على النطاق باستخدام الإنارة max إشعاع الجسم رمادي تفعل المغلف، لإعطاء

حيث، Latm الإشعاع في الغلاف الجوي نحو الانخفاض، هو وظيفة إشعاع الجسم الأسود بلانك وصفت B، ميزة max يعرف مقدما أقصى معدل نقل في الفرقة الأشعة تحت الحمراء الحرارية، L () والتي وردت إلى وهج الاستشعار، يتم احتساب درجة حرارة راتيني من كل فرقة T، هو الطول الموجي. بواسطة الصيغة المذكورة أعلاه، يمكننا حساب دقيق لالابتعاثية ودرجة حرارة الماء في كل نطاق.

من أجل مزيد من تسليط الضوء على الفرق في درجة الحرارة بين البحر وبعد، معرفة مسبقة يمكن استخراجها من هذه الصور هو الابتعاثية المحولة، مثل أن الفرق بين الخلفية وأعقاب الزيادة المحيط، وتحسين كفاءة الكشف ودقة الغواصة.

حلول مناقشة الخفيفة غواصات آلية كشف وأثر الاختلاط القائم طرق الكشف على أساس خطي

غواصة أثناء التنقل يمكن ان تسبب تغيرات في المياه المحيطة المجال الكهرومغناطيسي، يسبب المجال المغناطيسي متفاوتة التغييرات كثافة البكتيريا الانبعاثات مضيئة، مما أدى إلى أعقاب إضاءة الحيوية. في ظل ظروف طبيعية، وهذه البكتيريا ثابتة كثافة الانبعاثات الخفيفة، وفي تحفيز الحقل الكهرومغناطيسي الخارجية، الأمر الذي سيزيد من كثافة الانبعاثات. سوف تبحر الغواصة، تذبذب الإشعاع الكهرومغناطيسي المحيطة البكتيريا تغيير شدة مضيئة على مسار ترك الفرقة مضان كبيرة. حيث الغواصة يمكن الكشف عنها بواسطة جهاز استشعار الكشف عن إشارة الفلورسنت.

التحقيق الطيفية بالكشف عن إشارة مضان الانبعاثات التي تنتجها البكتيريا التي تحتوي على الليزر 450nm 490nm إلى الضوء المرئي (بما في ذلك الغواصات المعلومات)، وضوء تدخل الخلفية (البكتيريا الانارة في سطح البحر والتحفيز خلفية أمواج البحر، والليزر 450nm مما أدى إلى 490nm )، من خلال التباين للمرشح مع نفس الخصائص من خلفية تصفية الضوضاء التدخل خلفية خفيفة، وبالتالي أداء الهدف كشف الغواصات.

بواسطة طرق الكشف غواصات تقوم على ضوء يمكن أن يستيقظ الموجزة أعلاه، وعلى ضوء الخلفية والقضاء عليها بشكل فعال أحد الأهداف الرئيسية الناجح التحقيق. مع الأخذ بعين الاعتبار الصوتية المختلفة، والتحفيز الكهرومغناطيسي، وطيف الانبعاث مختلفة من البكتيريا المضيئة البحرية، عن طريق مكتبة الطيفية والخطي طريقة حل المزج، منذ يتم احتساب الحل الموجات الكهرومغناطيسية وفرة الطيفية الغواصة التي تم إنشاؤها بواسطة التحفيز الصوت، وبالتالي إبراز الهدف الكشف.

بعد unmixing الخطي يمكن فصلها بشكل جيد من ضوء الخلفية والطيف الهدف، والمزيد من يحدد ما إذا كانت الخلايا موجودة كما الطيف الإثارة من قبل غواصة من حجم القيم من وفرة. وذلك بعد الحصول على غواصة فرة الإثارة الطيف من مزيج من المعلومات شكل أعقاب استخراج مسار الملاحة تحت الماء.

V. الخاتمة

توضح هذه الورقة تطبيق تصوير فوق الطيفي كشف الأهداف العسكرية البحرية في، تلخص حالة طلب التصوير الطيفي تكنولوجيا الكشف عن الهدف في مياه الأساليب التحليلية سطح البحر للكشف عن الأهداف العسكرية والكشف عن الهدف تحت الماء استنادا إلى البيانات الفائقة الطيفية كانت مناقشة. وقد أظهرت الدراسات أن الكشف عن الهدف العسكري البحر لمؤشرات تصوير الفائقة الطيفية في أحكام القرار الطيفي، والنطاق الطيفي والتحليل المكاني للتحسين المستمر، والأداء المتميز في الطائرات بدون طيار شنت على منصة في الكشف عن الهدف. في سطح البحر والكشف عن الهدف الهدف تحت الماء استنادا إلى البيانات الفائقة الطيفية، قام الباحثون مجموعة متنوعة من البيانات تجهيز الخوارزميات، والفرق بين الهدف وصورة الخلفية بعد العلاج بشكل ملحوظ، ولكن المشكلة لا تزال صعبة لضمان المعالجة في الوقت الحقيقي.

وبالإضافة إلى ذلك، توضح هذه المقالة استخدام الطيفي آلية أعقاب الكشف عن غواصات، استنادا إلى هذه الورقة، وهي طريقة حساب درجة حرارة سطح البحر والابتعاثية الخطية unmixing تحت الماء الكشف عن الهدف، تحت الماء تقنيات الكشف عن الهدف من استخدام الطيفي ويوفر مسارا ممكنا. وخلاصة القول، تكنولوجيا التصوير الطيفي لديها مزايا فريدة في مياه الكشف عن الهدف، ومعدات التصوير الطيفي سيلعب دورا هاما في مختلف منظومات الأسلحة البحرية، أصبحت التكنولوجيا وسيلة هامة لدعم القوات العسكرية من التغيير وفعالية جودة قتالية جديدة.

المصدر: تيار المحيط الحياة