检测概率、虚警概率和信噪比是红外点目标检测系统的 3个核心指标，本文在恒虚警检测准则下，分析了红外点目标单帧检测（单一门限检测）的检测概率、虚警概率和信噪比三者之间的关系。重点分析计算了采用多帧累积检测的双门限检测方法时，第二门限的选取策略，实现了在不提高对系统信噪比要求的前提下，提高检测概率、降低虚警概率的目的，解决了威胁度大、误报和漏报代价高的高价值目标的检测问题。
检测概率 虚警概率 信噪比 双门限检测准则 probability of detection, probability of false ala
红外与激光工程
2022, 51(9): 20210978
浙江大学光电科学与工程学院，浙江 杭州 310027
硅基光电倍增管(SiPM)是由数百乃至数千单光子雪崩二极管(SPAD)组成的阵列，它具有增益高、易于集成到阵列以及抗干扰等优点，在激光雷达测距方面具有广泛的应用前景。本文分析了激光雷达测距中的信号和噪声模型，仿真计算了阳光下的SiPM模拟输出，通过高斯拟合得到相应的均值，并在SPAD接收光子受激发概率服从泊松分布的基础上，给出了背景光电子数在0.001个/ns~0.01个/ns，探测器死时间在5 ns~50 ns范围内受背景光影响的SiPM模拟输出计算公式，推导了目标探测概率表达式。在室外环境光下进行的激光测距探测概率实验结果与理论计算值相吻合。
硅基光电倍增管 背景光 死时间 激光测距 探测概率 SiPM background light dead time laser ranging probability of detection
在点目标探测模型中，目标的形状纹理信息丢失，可用特征少，背景杂波对目标检测造成严重干扰。传统分块方差统计法会引入背景低频波动，使杂波偏大，而且杂波度量值随分块单元尺度变化较大。本文提出一种基于匹配滤波的杂波量化改进方法，首先以点目标像斑分布为模板，对背景图像进行匹配滤波，得到互相关矩阵；然后将高相关性区域标记为杂波重点区域，计算方差作为局部杂波，取局部杂波的均方根作为全局背景杂波。该方法突出了对空间杂波区域的选择性，能有效降低背景低频波动和传统分块尺度对杂波的影响。对遥感图像样本进行杂波量化和点目标检出仿真，结果表明本文方法对杂波统计尺度有很好的稳定性，杂波量化与探测率的相关性高于传统方差统计方法。
杂波量化 点目标探测 像斑分布 匹配滤波器 探测率 clutter assessment point target detection speckle distribution matching filter probability of detection
1 山东省科学院海洋仪器仪表研究所, 山东 青岛 266001
2 哈尔滨工业大学 机电工程学院, 黑龙江 哈尔滨 150001
建立了Chirp调制激光激励的红外热波雷达成像检测系统, 提出了基于分数阶傅里叶变换的Chirp锁相算法和基于希尔伯特变换时域积分的HT算法, 实现了对CFRP层板缺陷的检测; 合理设计了模拟缺陷的尺寸分布范围与缺陷判定准则, 采用Hit/miss法分析了信号提取算法对检测概率的影响; 给出了不同检测参数与判定阈值情况下, 相关算法、Chirp锁相算法和HT算法提取结果的检测概率数据, 确定了红外热波雷达成像系统对CFRP层板缺陷的检测概率水平。
检测概率 热波雷达成像 CFRP缺陷 信号提取算法 probability of detection thermal wave radar imaging CFRP defect signal extraction algorithm 红外与激光工程
2017, 46(10): 1004005
1 装甲兵工程学院 机械工程系，北京 100072
2 装甲兵工程学院 基础部，北京 100072
超声红外热像检测技术的可靠性研究具有重要意义，特定检测条件下不同缺陷的检出概率是衡量检测可靠性的根本方法。文中制作了一系列含疲劳裂纹的45钢试件，实验结果表明：当检测条件确定时，裂纹区域响应热信号随着裂纹尺寸的增大而增强，响应热信号的对数与裂纹尺寸大体上呈线性关系。基于超声红外热像检测数据的统计特征，确定了回归分析模型中变量的形式，采用极大似然估计和Wald法分别给出了检出概率曲线的参数及其置信区间。研究成果能够为评价超声红外热像技术中检测可靠性提供量化依据。
超声红外热像 裂纹生热 裂纹尺寸 检出概率 ultrasonic IR imaging crack heating crack size probability of detection 红外与激光工程
2016, 45(3): 0304005
1 装甲兵工程学院机械工程系,北京 100072
2 装甲兵工程学院基础部，北京 100072
在超声红外热像检测中，激励强度、激励时间和工具杆与被测对象之间的预紧力等检测条件是影响缺陷热信号的重要因素。实验和仿真分析表明：激励时间和激励强度的增加将使裂纹生热增强，而预紧力的增加却使得裂纹生热呈现先增强后减弱的趋势，且检测条件对裂纹生热存在交互影响；另外，不恰当的检测条件将导致超声激励系统报警。基于检测条件对裂纹热信号和报警数据的影响分析，文中提出了采用多元非线性回归模型和Logistic回归模型以估算特定检测条件下裂纹检出概率和检测报警概率，最终确定了检测条件的选择范围。上述检测条件的优化方法能够为超声红外热像检测技术中检测方案的制定提供理论指导。
超声红外热像 检测条件 检出概率 报警概率 sonic IR imaging test condition probability of detection probability of alarm 红外与激光工程
2016, 45(2): 0204005
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所， 吉林 长春 130033
分析了盖革模式雪崩光电二极管(APD)工作原理，利用采样间隔内等长时间片的方法，建立了盖革模式APD的激发概率模型。在此基础上进一步分析了光子计数探测概率以及噪声模型，根据噪声模型给出了探测虚警率；针对漫反射和镜面反射两种类型目标，分析了两种反射表面的回波信号模型，结合噪声模型，最终得到了混有噪声信号的光子计数探测概率模型，并且计算了一定阈值条件下的探测概率。
测量 盖革模式雪崩光电二极管 光子计数 Poisson分布 探测概率 激光与光电子学进展
2012, 49(12): 121202
分析了生物超微弱发光的光子图像特点, 从而看出对光子图像进行统计研究的必要。 讨论了生物超微弱发光的统计分布, 分析了生物超微弱发光在光子成像系统中的探测概率和光子图像的探测极限。
生物超微弱发光 光子图像 探测概率 探测极限
