[发明专利]一种光学遥感探测性能评价方法

说明书

本发明涉及一种光学遥感探测性能评价方法，属于遥感探测技术领域；本发明光学遥感探测性能评价指标通过综合考虑目标和背景的对比度受限概率和分辨率受限概率得到；其中所述对比度受限概率是基于考虑最小可分辨对比度和目标背景的对比度因素得到；分辨率受限概率是基于考虑约翰逊准则和目标尺寸因素得到；对比度受限概率模型具体包括以下影响因素：噪声等效对比度，目标和背景的对比度，大气传输，探测系统和平台，显示系统和人眼。对比现有技术，本发明综合考虑客观因素使评价结果与人眼分辨的真实场景相符，并且更直观，直接得出感兴趣目标的发现、识别和确认的概率，更容易被用户接受；作为一种事前评价体系，可以帮助器件系统设计和器件选型。

技术领域

本发明涉及一种光学遥感探测性能评价方法，包括对比度受限概率(P_C)模型和分辨率受限概率(P_J)模型，特别涉及一种基于约翰逊准则、噪声等效对比度(NEC)和最小可分辨对比度(MRC)的光学遥感探测性能评价方法，属于遥感探测技术领域。

背景技术

光学遥感应用领域遍及军事、工业、农业、航空航天、公安监控、减灾以及人们的日常生活。对于光学遥感探测，根据应用需求(视场、气象与环境条件、目标与背景特性、作用距离等)进行系统总体设计是整个光电成像系统的首要任务，科学的探测性能评价方法对于合理的系统设计具有重要的指导作用。对于地面微光和红外探测系统已有较完善的探测性能评价体系以及作用距离模型，分别是基于MRC和最小可分辨温差(MRTD)的定量化评价和计算模型。但是对于光学遥感探测性能的评价仍然缺少有效手段，传统的以地面分辨率(GSD)、调制传递函数(MTF)和信噪比(SNR)等参数指标无法科学直观的反应光学探测性能，不利于系统设计和用户使用。现常用图像解译度来衡量探测系统的探测性能，美国从七十年代初研究国家图像解译度标准(NIIRS)，图像质量可以定量化表征。根据解译任务分成0-9级共10个等级尺度，可以以此为参考，对不同目标的发现、识别、确认的能力进行评价。然而NIIRS等级的计算需要有成像系统采集的图像，属于事后评价，无法在系统论证和设计阶段提供参考，而且NIIRS等级对目标探测能力的评价并不够具体和量化，无法给出具体目标准确的发现、识别确认概率。约翰逊准则为精细量化系统探测能力提供了依据，人眼搜索处于一定背景中的目标或成像系统显示器上的目标时，眼睛的连续响应可分成发现(探测)、识别和确认(辨识)，目标搜索过程的不同阶段对应于不同的探测水平，探测水平是将系统性能与人眼视觉相结合的一种视觉能力评价，需要通过视觉心理实验来完成。约翰逊根据实验把目标探测与等效条带图案探测问题联系起来，有可能在不考虑目标本质和图像缺陷的情况下，如表1所示，用目标等效条带图案可分辨力来评价成像系统对目标的识别能力。约翰逊验证了等效条带图案可分辨力能用来预测目标的探测和识别，并确定了各类探测水平所需要的条带周期数的准则，得到了国际上普遍承认和广泛使用。为此，本发明提出了基于约翰逊准则和最小可分辨对比度(MRC)的新型光学探测效能评价方法，综合考虑目标和背景对比度、大气传输、探测器和人眼诸多因素，可以定量的计算不同背景下目标的发现、识别、确认概率，为遥感光学探测系统设计和效能评价奠定基础。

表1搜索等级和约翰逊准则

发明内容

本发明的目的是为了解决光学遥感探测性能缺少有效评价手段的问题，提供了一种光学遥感探测性能评价方法；该方法是基于约翰逊准则、噪声等效对比度NEC和最小可分辨对比度MRC的光学遥感探测性能评价方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供一种光学遥感探测性能评价方法，包括以下内容：

光学遥感探测性能评价指标通过综合考虑目标和背景的对比度受限概率和分辨率受限概率得到；其中所述对比度受限概率是基于考虑最小可分辨对比度(MRC)和目标背景的对比度因素得到；所述分辨率受限概率是基于考虑约翰逊准则和目标尺寸因素得到。