一种激光主动成像噪声处理方法技术

技术编号:44334557 阅读:18 留言:0更新日期:2025-02-18 20:44
本发明专利技术涉及一种激光主动成像噪声处理方法,属于图像处理去噪技术领域。本发明专利技术提出的单光子去噪成像处理方法是基于单光子阵列探测器成像特点、回波数据的时间特性及空间关联设计而成,能够对背景噪声具有较好的抑制效果,能够从单光子探测原始数据中快速准确地提取较为精确的目标场景回波距离图像和强度图像,对高灵敏度单光子阵列激光成像主动成像应用极其重要。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于图像处理去噪,具体涉及一种激光主动成像噪声处理方法


技术介绍

1、近年来,在弱回波远距离非合作目标探测的不断需求之下,单光子激光成像(又称为光子计数激光成像)应用而生,能够满足几十公里到几百公里远的探测需求。相比传统的线性pin和apd激光测距雷达来说,单光子激光成像主要采用了高灵敏度的单光子探测器(通常包含单光子雪崩二极管spad、光电倍增管pmt和超导纳米线单光子探测器snspd)以及时间相关单光子计数技术的配合,具有单个光子探测的能力,能够实现远距离弱回波下非合作目标的探测,在遥感探测、目标识别等领域具有广泛的应用前景。

2、基于单光子阵列探测器的激光成像在具有较高的灵敏度、空间分辨率和测距精度的同时,还兼并快速采集成像的特点,相比于扫描体制的单光子激光成像是一种更高效的探测手段,是目前国内外研究的热点,然而基于单光子阵列探测器的激光成像通常工作在门控模式下,易受强背景噪声的干扰,其成像效果随噪声增大急剧下降,常用的峰值法以及滑动窗口法难以有效及快速的提取目标回波信号,难以实现强噪声抑制以及成像质量的提升。


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【技术保护点】

1.一种激光主动成像噪声处理方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述利用导入的单光子激光成像数据或者探测场景已知噪声参数获取噪声光电子计数率,包括:导入的单光子激光成像数据是基于单光子阵列探测器所采集的多帧激光成像数据,这种单光子阵列探测器通过工作在门控模式下,对全部数据或者抽样部分数据进行统计直方图,并且利用门控模式下的单次探测概率模型对统计的直方图进行拟合,拟合公式如下:

3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据多帧采集的激光成像图像数据,构建像素的粗时间分辨率直方图及其错位直方图,包括:利用像素的多帧累计数据,结...

【技术特征摘要】

1.一种激光主动成像噪声处理方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述利用导入的单光子激光成像数据或者探测场景已知噪声参数获取噪声光电子计数率,包括:导入的单光子激光成像数据是基于单光子阵列探测器所采集的多帧激光成像数据,这种单光子阵列探测器通过工作在门控模式下,对全部数据或者抽样部分数据进行统计直方图,并且利用门控模式下的单次探测概率模型对统计的直方图进行拟合,拟合公式如下:

3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据多帧采集的激光成像图像数据,构建像素的粗时间分辨率直方图及其错位直方图,包括:利用像素的多帧累计数据,结合设置的粗时间分辨率,构建像素的粗时间分辨率直方图及其错位直方图,此时粗时间分辨率为6tfwhm/2.355·2,其中tfwhm为高斯激光半高全宽,tfwhm/2.355为高斯激光标准差,6tfwhm/2.355包含激光99.7%的能量。

4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述结合粗时间分辨率、脉冲累加数、噪声光电子计数率以及满足需求的脉冲累加虚警概率,计算并获取目标场景识别阈值分布,包括:在已知粗时间分辨率、噪声光电子计数率的情况下,通过公式(1)获得随时间格分布的单次脉冲探测虚警概率,再结合多次脉冲累加数、识别阈值即可获得多次脉冲累加后的虚警概率,其关系如下公式:

5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述将粗时间分辨率直方图及其错位直方图的统计计数与目标场景识别阈值分布进行比较,包括:将所...

【专利技术属性】
技术研发人员:李志康周志伟王路强胡永浩杨悦丰
申请(专利权)人:天津津航技术物理研究所
类型:发明
国别省市:

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