350 rub
Journal Radioengineering №12 for 2009 г.
Article in number:
Fractal Detection of Extensive Low-Contrast Targets in Images
Keywords: fractal dimension fractal detection low-contrast target underlying surface empirical detection characteristics
Authors:
Yu.G. Sosulin, A.B. Russkin
Abstract:
In the paper the questions of development and performance analysis of detection extensive low-contrast targets algorithm in underlying surface images with using fractal dimension are considered. The block diagram of fractal target detector and basic parameters are determined. The procedure for detection threshold determining to provide a given level of false alarms probability is proposed. The comparative analysis of twelve fractal dimension estimation methods based on a stochastic fractal reflected surface model with respect to estimation accuracy and time complexity is considered. The performance evaluation and comparative analysis of fractal detectors of extensive low-contrast targets, which used different fractal dimension estimation methods, from simulation procedure are fulfilled. Investigations on the fractal processing of real SAR images and empirical detection characteristics definition of artificial objects on the underlying surface backgrounds based on radar data analysis are carried out. The performance evaluation and comparative analysis of fractal detectors depending on fractal dimension estimation method are executed. The possibility of extensive low-contrast targets detection on the fractal surface background on real data with given detection probability and false alarms rate is determined. The comparison of the results obtained on simulation procedure and real radar images analysis is fulfilled.
Pages: 48-57
References
  1. Сосулин Ю.Г.Теория обнаружения и оценивания стохастических сигналов. М.: Советское радио. 1978.
  2. Ширман Я.Д., Манжос В.Н. Теория и техника обработки радиолокационной информации на фоне помех. М.: Радио и связь. 1981.
  3. Акимов П.С. Бакут П.А., Богданович В.А. и др. Теория обнаружения сигналов. М: Радио и связь. 1984.
  4. Коростелев А.А.Пространственно-временная теория радиосистем. М.: Радио и связь. 1987.
  5. Сосулин Ю. Г.Теоретические основы радиолокации и радионавигации. М.: Радио и связь. 1992.
  6. Кондратенков Г.С., Фролов А.Ю. Радиовидение. Радиолокационные системы дистанционного зондирования Земли. М.: Радиотехника. 2005.
  7. Сосулин Ю.Г.Оценочно-корреляционные методы обнаружения слабых сигналов на фоне помех и математико-эвристический синтез // Изв. АН ССР. Сер. Техническая кибернетика. 1971. №5.
  8. Mandelbrot B. B. The Fractal Geometry of Nature. N.Y.: Freeman, 1982.
  9. Потапов А.А.Фракталы в радиофизике и радиолокации: Топология выборки. М.: Университетскаякнига. 2005.
  10. Pentland A.P. Fractal-Based Description of Natural Scenes // IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence. 1984. V. 6. No. 6. P. 661-674.
  11. Lo, T., Leung, H., Litva, J., and Haykin S. Fractal Characterization of Sea-scattered Signals and Detection of Sea-surface Targets // IEE Proceedings, Part F: Radar and Signal Processing. 1993. V. 140. No. 4. P. 243-250.
  12. Tzeng Y.C., Chu D.M., Wu M.F., Kun-Shan Chen. Automatic detection of targets using fractal dimension // IEEE Geosciences and Remote Sensing Symposium. 2005. V. 3.
  13. Salmasi M., Modarres-hashemi M., Nayebi M. M. Performance Analysis of Fractal Detector for General Model of HRR Signals // Proc. of the Radar 2004. Toulouse, France. October 18-22. 2004. P. 4B-SP-4.
  14. Вопросы перспективной радиолокации / под ред. А.В. Соколова. М.: Радиотехника. 2003.
  15. Русскин А. Б., Сосулин Ю. Г. Анализ методов оценивания фрактальной размерности стохастической модели отражающей поверхности / 10-я международная научно-техническая конференция и выставка «Цифровая обработка сигналов и ее применение», 26-28 марта 2008 г. С. 402 - 405.
  16. Русскин А.Б. Сравнительный анализ методов измерения фрактальной размерности двумерных сигналов. Информационно-измерительныеиуправляющиесистемы. 2009. №9.
  17. Sosulin Yu. G., Russkin A. B. Fractal Detection of Targets: Analysis of Fractal Dimension Estimation Methods and Evaluation of Detection Characteristics. International Radar Symposium 2009. Hamburg, Germany. September 9-11. 2009.
  18. Kinsner W. A unified approach to fractal dimensions // Fourth IEEE Conference on Cognitive Informatics. 2005.
  19. Sun W., Xu G., Gong P., Liang S. Fractal analysis of remotely sensed images: A review of methods and applications // International Journal of Remote Sensing. 2006. V. 27. No. 22.
  20. Jansson S. Evaluation of Methods for Estimating Fractal Properties of Intensity Images // Master-s Thesis in Computing Science, Umea University, Sweden. October 30. 2006.
  21. Liu Tao, Gong Yaohuan, Wei Min, Li Jun Fractal Features and Detection of Meteor Interference in OTHR // Radar 2006, CIE-06, International Conference on, 16-19 October 2006. P. 1 - 5.
  22. Pesquet-Popescu B., Vehel J.L. Stochastic fractal models for image processing // IEEE Signal Processing Magazine. 2002. V. 19. No. 5.
  23. Кроновер Р.М. Фракталы и хаос в динамических системах. Основы теории. М.: Постмаркет. 2000