Hiperspektral termal görüntülerde hedef tespiti

Bu tez, hiperspektral termal görüntüleri kullanarak hedef tespit yöntemlerini araştırmaktadır. Hiperspektral termal görüntüler, elektromanyetik spektrumun uzun dalga boyu kızılötesi bölgesinden toplanan verileri içeren görüntülerdir. Bu görüntülerin hedeflerin malzeme özelliklerine ilişkin ayrıntılı spektral bilgi sağlaması hedef tespitinde faydalıdır. Ancak, hedeflerin bulunduğu ortamın hava koşullarının değişmesi uzun dalga kızılötesi (LWIR) hiperspektral görüntülerde (HSG) hedefin yeniden saptanmasını zorlaştırmaktadır. Buradan yola çıkarak önerilen radyans verileri üzerinde sahne transferi yöntemi, hedefin zor tespit edilebildiği görüntüleri, hedefin ayırt ediciliği daha yüksek görüntülere dönüştürerek daha zor koşullarda tespit edilebilmesini sağlamıştır. Ayrıca radyans verisi üzerinde derin öğrenme tabanlı modellerle de hedef tespit çalışmaları gerçekleştirilmiş ve uzun kısa-süreli hafıza (LSTM) tabanlı modelin en iyi sonuçları verdiği görülmüştür. Ek olarak, radyans verisi üzerinde ve radyans verisine sıcaklık-salıcılık dönüşümü (TES) uygulanarak elde edilen salıcılık (emissiviy) verileri üzerinde imza tabanlı eşleştirme yöntemleri ile yapılan hedef tespit çalışmaları neticesinde salıcılık verisinin bir miktar daha iyi performans gösterdiği görülmüştür. Cisimlerin termal eylemsizlik ve ısı sığalarından kaynaklanan karakteristik ışıma özellikleri sebebiyle gün içerisindeki ısınma ve soğuma profilleri birbirinden farklı olmaktadır. Materyallerin zamansal ışıma karakteristiklerinden faydalanabilmek için önerilen yöntemde cisimlerin sıcaklık profilleri üzerinde, önerilen bir diğer yöntemde ise radyans verilerinin birleştirilmeleri ile oluşturulan zamansal LWIR HSG'ler üzerinde hedef tespiti gerçekleştirilmiştir. Son olarak LWIR HSG'ler üzerinde boyut düşürme teknikleri uygulanarak boyut azaltılmış ve hedeflerin tespitinde önemli olan dalga boyları belirlenmiştir. Nesnelerden yayılan ışıma ile nesnelerle aynı sıcaklıktaki siyah cisim ışıması arasındaki farktan yola çıkarak yapılan hata analizinde hedef nesneleri ayırt edici dalga boylarının bant seçim teknikleri ile bulunan dalga boylarına benzer olduğu gözlemlenmiştir.