探测与识别技术
探测与识别技术
对固定或移动目标进行非接触测量，而测量到的信号经过特殊识别方法正确得到相关信息的过程。
⏹目标截获（Target Acquisition）：是将位置不确定的目标图像定位，并按所期望的水平辨别它的整个过程。
目标获取包括搜寻过程和辨别过程。
⏹搜寻（Search）：是利用器件显示或肉眼视觉搜索含有潜在的目标的景物以定位捕获目标的过程。
⏹位置确定（Localize）：通过搜寻过程确定出目标的位置。
⏹辨别（Discrimination）：是指目标在被观察者所觉察的细节量的基础上确定看得清的程度。
辨别的等级可以分为探测、识别、确认。
⏹探测（Detection）：可分为纯探测（Pure Detection）和辨别探测（Discrimination Detection）两种。
前者是在局部均匀的背景下察觉一个物体。
而后者需要认出某些外形或形状，以便将目标从背景的杂乱物体里区别出来。
⏹识别（Recognition）：是能辨别出目标属于哪一类别（如坦克、车辆、人）。
⏹确认（Identification）：是能认出目标，并能足够清晰地确定其类型。
声压就是大气压受到扰动后产生的变化，即为大气压强的余压，它相当于在大气压强上的叠加一个扰动引起的压强变化。
声强是垂直于传播方向的单位面积上声波所传递的能量随时间的平均变化率，即单位面积上的平均功率。
采用对数强度叫做声强级 由“声纳”是英文缩拼读音的谐音，其原意是“声音导航和测距”，是利用声波进行水下探测、识别、定位和通信的电子设备⏹ 由纵波和横波叠加而成的，沿介质表面传播，并随传播深度的增加而呈指数衰减。
⏹ 运动轨迹为逆进椭圆，弹性介质的质点运动在地表处位移的水平分量与垂直分量的幅值比约为2/3 。
⏹ 瑞雷波的传播速度略小于同一介质中横波的传播速度。
⏹ 一般来讲，瑞雷波频率较低，其主要频率成分集中在0~140Hz 范围内。
在均匀介质条件下，瑞雷波的频率与其传播速度无关；而在非均匀介质条件下，瑞雷波速度随频率变化而变化。
水声探测中的信号分类与识别技术
水声探测中的信号分类与识别技术在广阔的海洋世界中，水声探测就如同我们在黑暗中寻找光明的眼睛。
而在这一过程中，信号分类与识别技术则是关键的核心，它能够帮助我们从复杂的水声环境中提取有价值的信息，为海洋探索、资源开发、国防安全等众多领域提供重要的支持。
水声探测中的信号可以说是五花八门，多种多样。
有的像轻柔的低语，有的像猛烈的咆哮，有的持续而稳定，有的则短暂而急促。
要对这些纷繁复杂的信号进行准确分类和识别，可不是一件容易的事情。
首先，让我们来了解一下水声信号的特点。
水声信号在传播过程中会受到多种因素的影响，比如海洋的温度、盐度、深度，以及海底的地形、障碍物等等。
这就导致水声信号在传播过程中会发生折射、反射、散射等现象，使得接收到的信号变得复杂而模糊。
为了应对这种情况，科学家们想出了各种各样的方法来对水声信号进行分类和识别。
其中一种常用的方法是基于特征提取的技术。
这就好比我们通过观察一个人的眼睛、鼻子、嘴巴等特征来识别他的身份一样，对于水声信号，我们也可以提取一些特定的特征，比如频率、幅度、相位、持续时间等等。
通过对这些特征的分析和比较，我们就能够对不同类型的信号进行分类。
在特征提取的过程中，我们需要使用一些数学工具和算法，比如傅里叶变换、小波变换等等。
这些工具能够帮助我们将复杂的时域信号转换到频域或者其他域中，从而更方便地提取出有用的特征。
除了特征提取，模式识别技术也是水声信号分类与识别中的重要手段。
常见的模式识别方法有决策树、支持向量机、神经网络等等。
以神经网络为例，它就像是一个拥有无数个神经元的大脑，通过对大量的训练数据进行学习，它能够逐渐掌握不同类型水声信号的特征和规律，从而实现对未知信号的准确分类和识别。
然而，在实际应用中，水声探测中的信号分类与识别技术还面临着许多挑战。
比如，海洋环境的复杂性和不确定性会导致信号的特征发生变化，这就给特征提取和模式识别带来了困难。
此外，噪声的干扰也是一个不容忽视的问题。
探测与识别技术
探测与识别技术引言探测与识别技术是现代科技中不可或缺的一部分，因为它能在多个领域中为人类带来极大的便利和利益。
本文将介绍探测与识别技术的基本原理和常见应用领域，并探讨其在未来的发展趋势和挑战。
一、探测技术1. 基本原理探测技术是指通过不同形式的能量或信号来获取对某物体、现象或信号的识别、检测、监测和测量等信息过程，其基本原理是将物体或现象转化为可测量的信号并通过信号处理装置进行处理后输出结果。
2. 常见探测技术（1）雷达技术雷达技术利用电磁波在空气或其他介质中的传输和反射，通过测量信号的时间差和频率差等特征来识别、跟踪和探测目标。
广泛应用于航空、军事、气象、地质勘探等领域。
（2）红外技术红外技术利用红外光的能量和波长与物体的特定属性相互作用，通过感应和探测物体发出的红外辐射或对周围红外辐射的反应来进行识别、跟踪和探测。
广泛应用于安防、医疗、工业生产等领域。
（3）毫米波技术毫米波技术是一种高频、高分辨率的无线通信技术，其利用毫米波的短波长和高频率来进行高速数据传输和远距离通信。
此外，毫米波技术还可用于跨境追踪、边境安全、人员筛查等领域。
二、识别技术1. 基本原理识别技术是指通过对目标物或信息进行分析、比对和匹配等操作，从而确定其身份或特征的技术过程。
其基本原理是将目标物转化为可测量的数据，并通过模式识别和数据挖掘等算法来进行分析和识别。
2. 常见识别技术（1）生物识别技术生物识别技术是一种通过人体生理特征进行身份识别的技术，如指纹识别、虹膜识别、面部识别等。
生物识别技术应用于人员出入、金融支付、医疗健康等领域，受到广泛关注和研究。
（2）智能图像识别技术智能图像识别技术利用计算机视觉和机器学习技术，从图像和视频等多种媒介中识别目标物和特征，并将其分类或归集。
智能图像识别技术应用于智能安防、智能交通、智能医疗等领域。
（3）语音识别技术语音识别技术是利用计算机视觉和人工智能技术，将人的声音信息转化为数字信号并进行语音分析和比对，以实现自动识别和处理。
目标探测与识别技术专业就业方向
目标探测与识别技术专业就业方向目标探测与识别技术是一门涉及多个学科的交叉领域，具有广泛的应用前景。
随着科技的不断发展，目标探测与识别技术在军事、安全、医疗、交通等领域发挥着重要的作用。
对于专业人才而言，掌握这一领域的技术和知识，将具备更多的就业机会和发展空间。
目标探测与识别技术的就业方向主要包括军事、安全、医疗、交通等领域。
在军事方面，目标探测与识别技术广泛应用于军事侦查、目标跟踪、导航制导等领域。
军事技术的不断发展对专业人才的需求量大，对于掌握目标探测与识别技术的人才将有更多的就业机会。
在安全领域，目标探测与识别技术可应用于视频监控、人脸识别、图像分析等方面。
随着社会安全形势的不断变化，对安全监控的需求越来越高。
掌握目标探测与识别技术的专业人才将在安防行业中有着广阔的就业前景。
在医疗领域，目标探测与识别技术可应用于医学影像诊断、疾病辅助诊断等方面。
医学影像技术在现代医疗中起着重要的作用，而目标探测与识别技术的应用可以提高医学影像的分析和诊断能力。
对于掌握目标探测与识别技术的医学专业人才而言，将能在医疗行业中找到更多的就业机会。
在交通领域，目标探测与识别技术应用广泛，如交通监控、智能驾驶等方面。
随着智能交通系统的不断发展，对目标探测与识别技术的需求也越来越大。
掌握这一技术的专业人才将在交通行业中有着广阔的就业前景。
目标探测与识别技术专业人才的就业前景广阔，但同时也面临一些挑战。
首先，随着技术的不断进步，目标探测与识别技术的发展也在不断变化，专业人才需要不断学习和更新知识，以适应行业的需求。
其次，目标探测与识别技术需要与其他学科相结合，形成多学科交叉的综合能力。
因此，专业人才需要具备较强的学习和沟通能力，以便与其他领域的专业人士进行合作。
作为目标探测与识别技术专业人才，应注重培养自身的核心竞争力。
首先，要掌握目标探测与识别技术的基本理论和方法，熟悉各种常用的目标探测与识别算法。
其次，要具备较强的编程和计算机技术能力，能够熟练运用相关软件和工具进行目标探测与识别的实验和模拟。
水下目标探测与识别技术
2.3.5 选通ICCD摄像机的方法
❖ ICCD摄像机主要分为非选通型和选通型两类： ❖ 非选通ICCD摄像机本身没有光快门，不具有快速开关的功能，
主要用于对微弱光图像信号的增强和放大； ❖ 选通ICCD摄像机是由具有快速开关功能的像增强器通过光纤
光在水下的衰减
❖ 水对光谱中紫外和红外部分表现出强烈 的吸收。这是由于水分子在这些谱带上 强烈的共振造成的。紫外共振起因于电 子的激发，红外共振起因于分子激发。
❖ 大部分波段的光在水下传播时都会受到强烈的吸收衰减，只有波长 在 0.5nm 左右波段的蓝绿光在水中的吸收衰减系数最小，穿透能力 最强，而且此波段又处于电磁波的“大气窗口”。
实现方法：
❖ Matlab图像处理函数； ❖ VC6.0以上版本编程； ❖ OpenCV（Open Source Computer Vision Library）专
业图像处理软件，结合Visual Studio 2005以上版本实现； ❖ Kinect ， OpenGL （ Graphics Library ） ， OpenNI
长基线带来的问题：
❖ 但实际上，长基线会引起下面两个问题: ❖ 引起双目系统联合视域缩小。随着基线的增加，区域离双目摄像机
会越来越远，使这个距离内的目标不可见。换用大视角镜头可以克 服这个难题，但同时大视角镜头又会引发严重畸变等其他问题。 ❖ 增加立体匹配的难度。两个摄像机分别从不同角度观察同一目标， 所以观察到的目标有轻微不同，当基线加长，两摄像机观察到的目 标的差异增大，两幅图像的相关性下降，导致立体匹配更加困难。
❖ 在该系统中，非常短的激光脉冲照射物体，照相机快门打开的时间相 对于照射物体的激光发射时间有一定的延迟，并且快门打开的时间很 短，在这段时间内，探测器接收从物体返回的光束，从而排除了大部 分的后向散射光。
爆炸物探测与识别技术
爆炸物探测与识别技术[摘要] 综述了爆炸物探测与识别所采用的微量炸药探和块体炸药探测两大类技术, 讨论了每类技术所采用的探测方法及工作原理。
介绍了目前国外的探测设备, 根据每种探测技术和探测设备在使用中存在的不足,对其今后可能的发展趋势作了进一步探讨。
[关键词] 爆炸物探测与识别探测设备1 前言近年来, 恐怖爆炸事件频频发生在世界各地, 各种形式的炸药和爆炸装置被用于恐怖犯罪活动, 造成了大量的人员伤亡和财产损失。
为了把恐怖活动遏制在未遂状态, 人们把目光更多地投注在依靠物理、化学等科学技术手段对爆炸物的探测与识别上。
国外对这一领域进行了大量深入的研究, 在我国, 由于起步较晚, 与国外相比还很大差距。
因此, 有针对性地研究国外爆炸物探测与识别技术, 对于加快我国在这一领域的发展有着重要的现实意义。
2 爆炸物探测与识别的技术类型爆炸物探测与识别技术有很多种, 根据有关资料归纳统计[1] , 该技术主要分为两大类: 微量炸药探测和块体炸药探测, 大致如图1 所示。
图1 爆炸物探测的主要技术类型2. 1 微量炸药探测微量炸药探测是指对微量(肉眼很难看见) 的爆炸品残留物进行取样和分析的技术。
爆炸品在处理过程中总会留下气体或固体颗粒形式的残留物, 通过搜集这些残留物并使用相关的探测技术对其进行分析, 从而判断是否存在爆炸物。
常见的微量炸药探测技术有离子迁移光谱等电化学技术和激光拉曼光谱技术。
2. 2 块体炸药探测块体炸药探测是指探测可见数量的炸药。
通常包括X、C射线成像技术和基于核的技术。
X、C射线都是高能电磁波, 当它们遇到物质时, 会发生三种情况: 透射、被吸收、散射或反向散射。
根据这三种现象获得的信息, 可以探测出物质的密度、原子序数等特征量。
炸药的特征就是密度高、原子序数低。
当前X 射线成像技术包括: 单能X 射线技术、双能X 射线技术、CT 技术、反向散射技术和荧光透视技术。
炸药探测的核技术主要包括核四极矩共振技术和中子技术。
空间目标探测与识别中的数据处理技术研究
空间目标探测与识别中的数据处理技术研究随着信息技术的日益发展，航天技术也在不断提高。
世界各国纷纷开始探索太空，开展空间探测与利用，包括定位导航、通信、卫星遥感、空间科学、天文观测等多个方面。
在空间探测过程中，数据处理技术起着重要的作用。
尤其是在空间目标探测与识别方面，数据处理技术对于实现任务、提高精度具有至关重要的作用。
本文就空间目标探测与识别中的数据处理技术研究展开讨论。
一、空间目标探测与识别空间目标探测与识别是现代空间技术的重要组成部分，它是指在太空中对各种空间目标进行探测与识别的过程。
其中，探测是指检测空间目标的存在与状态，包括目标的位置、速度、姿态等信息；识别则是指确定空间目标的种类、用途、质量等信息。
空间目标一般包括卫星、空间站、空间舱、太空垃圾等多种类型。
在探测与识别过程中，数据处理技术是必不可少的工具。
利用数据处理技术可以对目标的位置、形态、动态等信息进行分析和计算，判断其种类和用途，实现对目标的探测与识别。
二、空间目标探测与识别中的数据处理技术1. 光电数据处理技术光电数据处理技术是空间目标探测与识别中常用的技术之一。
光电数据处理技术是利用卫星对地面进行拍照或遥感数据的方式对空间目标进行探测与识别。
在数据处理过程中，首先需要进行图像增强，以提高数据的可视性，同时还需要进行图像分割和特征提取，以便针对每个目标分别进行分析和识别。
2. 雷达数据处理技术雷达数据处理技术是针对微波信号进行处理的一种技术。
雷达可以探测到隐蔽目标，解决光学探测不能解决的问题，如雾、云、夜晚等情况下的探测。
在数据处理过程中，首先需要进行信号处理，包括信号滤波、调制和解调等。
其次，需要对目标的距离、方位和速度进行解算和处理，最后对目标进行分类和识别。
3. 数据挖掘技术数据挖掘技术是一种通过分析大量数据，发现其中包含的未知模式和标志，用于预测和推测未来情况的技术。
在空间目标探测与识别中，通过对大量记录的空间目标数据进行处理和分析，可以发现目标之间的关系和规律，预测其运动状态和行为。
空间目标探测与识别方法研究
空间目标探测与识别方法研究一、概述空间目标探测与识别作为航天领域的重要研究方向，旨在实现对地球轨道上各类空间目标的精确探测和有效识别。
随着航天技术的不断发展，空间目标数量日益增多，类型也日趋复杂，这给空间目标探测与识别带来了前所未有的挑战。
深入研究空间目标探测与识别方法，对于提升我国航天事业的国际竞争力、维护国家空间安全具有重要意义。
空间目标探测主要依赖于各类传感器和探测设备，如雷达、光电望远镜、红外传感器等。
这些设备能够捕获空间目标的信号或特征信息，为后续的目标识别提供数据支持。
由于空间环境的复杂性和目标特性的多样性，探测过程中往往伴随着大量的噪声和干扰，这要求我们必须采用先进的信号处理技术来提取有用的目标信息。
空间目标识别则是基于探测到的目标信息，利用模式识别、机器学习等方法对目标进行分类和识别。
识别的准确性直接影响到后续的空间态势感知、目标跟踪以及空间任务规划等工作的质量。
如何提高识别算法的准确性和鲁棒性，是当前空间目标识别领域的研究重点。
本文将对空间目标探测与识别方法进行深入研究，包括探测设备的选择与优化、信号处理技术的研究与应用、以及识别算法的设计与实现等方面。
通过对这些关键技术的探讨，旨在为提升我国空间目标探测与识别的能力提供理论支持和技术保障。
1. 空间目标探测与识别的背景与意义随着科技的飞速发展和人类对宇宙探索的深入，空间目标探测与识别技术逐渐成为当今科研领域的热点。
空间目标包括各类卫星、太空碎片、深空探测器以及潜在的太空威胁等，它们的存在与活动对人类的航天活动、地球安全以及宇宙资源的开发利用具有重要影响。
在空间目标探测与识别领域，通过高精度、高可靠性的技术手段对空间目标进行实时、准确的监测与识别，对于保障航天器的安全运行、预防太空碰撞、维护国家安全和促进航天事业的发展具有重要意义。
对于深空探测和宇宙资源的开发利用，空间目标探测与识别技术也提供了有力的技术支撑。
随着太空竞争的加剧，空间目标探测与识别技术也成为各国军事竞争的重要领域。
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对固定或移动目标进行非接触测量，而测量到的信号经过特殊识别方法正确得到相关信息的过程。
⏹目标截获（Target Acquisition）：是将位置不确定的目标图像定位，并按所期望的水平辨
别它的整个过程。
目标获取包括搜寻过程和辨别过程。
⏹搜寻（Search）：是利用器件显示或肉眼视觉搜索含有潜在的目标的景物以定位捕获目标
的过程。
⏹位置确定（Localize）：通过搜寻过程确定出目标的位置。
⏹辨别（Discrimination）：是指目标在被观察者所觉察的细节量的基础上确定看得清的程度。
辨别的等级可以分为探测、识别、确认。
⏹探测（Detection）：可分为纯探测（Pure Detection）和辨别探测（Discrimination Detection）
两种。
前者是在局部均匀的背景下察觉一个物体。
而后者需要认出某些外形或形状，以便将目标从背景的杂乱物体里区别出来。
⏹识别（Recognition）：是能辨别出目标属于哪一类别（如坦克、车辆、人）。
⏹确认（Identification）：是能认出目标，并能足够清晰地确定其类型。
声压就是大气压受到扰动后产生的变化，即为大气压强的余压，它相当于在大气压强上的叠加一个扰动引起的压强变化。
声强是垂直于传播方向的单位面积上声波所传递的能量随时间的平均变化率，即单位面积上的平均功率。
采用对数强度叫做声强级 由“声纳”是英文缩拼读音的谐音，其原意是
“声音导航和测距”，是利用声波进行水下探测、识别、定位和通信的电子设备
⏹ 由纵波和横波叠加而成的，沿介质表面传播，并随传播深度的增加而呈指数衰减。
⏹ 运动轨迹为逆进椭圆，弹性介质的质点运动在地表处位移的水平分量与垂直分量的幅
值比约为2/3 。
⏹ 瑞雷波的传播速度略小于同一介质中横波的传播速度。
⏹ 一般来讲，瑞雷波频率较低，其主要频率成分集中在0~140Hz 范围内。
在均匀介质条件
下，瑞雷波的频率与其传播速度无关；而在非均匀介质条件下，瑞雷波速度随频率变化而变化。
结论：
瑞雷波具有能量较强，在自由表面传播且传播距离较远等特征，更适合远距离目标震源的探测与识别。
1、过零分析
对确定时间段内的时域信号将其幅值与设定阈值比较，计算信号正向越过或负向越过阈值的次数。
信号的过零数与信号的采样率有一定关系，在一定采样率下，若信号是频率为f 的正弦信号，则其过零数为N=kf
I
10lg I β=
信号频域分析是采用傅立叶变换将时域信号x(t)变换为频域信号X(f)，从而帮助人们从另一个角度来了解信号的特征。
磁动势与磁通的比值称为磁阻，即R= F/Φ（类似于欧姆定律），其中F是磁动势，Φ是磁通。
利用金属或半导体中流过的电流和在外磁场同时作用下所产生的电场效应来测量磁场。
常用的电磁效应有霍尔效应和磁阻效应。
霍尔效应就是通电的导体或半导体，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势的现象。
磁阻效应是若给通以电流的金属或半导体材料的薄片加以与电流垂直或平行的外磁场，则其电阻值就增加。
称此种现象为磁致电阻变化效应，简称为磁阻效应。
我们把具有磁阻效应的元件简称为MR元件。
半导体磁阻元件分为两类：一类是材料本身的磁阻效应，称为物理磁阻效应；另一类是半导体的形状结构不同，在同样磁场作用下，其电阻增加率不同，这种与半导体形状结构有关的磁阻效应，称为几何磁阻效应
物理磁阻效应讨论半导体霍尔效应时，没有考虑载流子速度统计分布，近似认为它们按同一平均速度运动，形成与外电场方向一致的电流。
而实际上，还存在比平均速度慢和快的载流子。
比平均速度快则洛仑兹力大于霍尔电场力，载流子向洛仑兹力方向偏转；比平均速度慢，则向霍尔电场力方向偏转。
几何磁阻效应在磁场作用下，对于l>w长方形元件的电阻变化很小，磁阻效应可以忽略，故称为霍尔元件。
若改变元件尺寸，使l/w减小，磁阻效应增加，对于l<<w的扁条状元件，由于电流控制极短路作用大，电流受磁场作用偏转大，所以这种元件的霍尔效应可以忽略，而磁阻效应显著，故称为磁阻元件。
磁通门发: 利用某些高导磁率的软磁性材料（如坡莫合金）作磁芯，以其在交变磁场作用下的磁饱和特性及法拉第电磁感应原理来测量弱磁场的一种方法。
利用变压器的电磁感应效应，通过铁芯将环境磁场调制为交流激励电流的偶次谐波感应电动势，实现对环境磁场的测量。
毫米波是介于微波与光波之间，通常是30~300GHz频率范围，相应波长为1cm~1mm的电磁波谱。
波长短在相同天线尺寸下毫米波的波束要比微波的波束窄的多。
降低部件、系统体积和重量；提高分辨率，有利于探测相距更近的小目标或更为清晰的观察目标的细节；（优点）天线尺寸小，截获能量小，不适合大范围内探测搜索；（缺点）
频带极宽容许大量系统在此频带内工作而不相互干扰；（优点）
要求接收机带宽增大，接收机系统灵敏度降低；（缺点）
从传输特性看在大气窗口内与光、红外比大气衰减较小；（优点）
在雨、雪、雾等恶劣气候下通信距离降低；（缺点）
大气窗口是指在某些波段穿透大气的能力较强。
发射天线的基本功能之一是把从馈线取得的能量向周围空间辐射出去，基本功能之二是把大部分能量朝所需的方向辐射
方向图通常都有两个或多个瓣，其中辐射强度最大的瓣称为主瓣，其余的瓣称为副瓣或旁瓣。
参见下图, 在主瓣最大辐射方向两侧，辐射强度降低3dB（功率密度降低一半）的两点间的夹角定义为波瓣宽度（又称波束宽度或主瓣宽度或半功率角）。
波瓣宽度越窄，方向性越好，作用距离越远，抗干扰能力越强。
增益是指：在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。
它定量地描述一个天线把输入功率集中辐射的程度。
增益显然与天线方向图有密切的关系，方向图主瓣越窄，副瓣越小，增益越高。
可以这样来理解增益的物理含义----为在一定的距离上的某点处产生一定大小的信号。
如果用理想的无方向性点源作为发射天线，需要100W的输入功率，而用增益为G = 13 dB = 20的某定向天线作为发射天线时，输入功率只需100 / 20 = 5W .
换言之，某天线的增益，就其最大辐射方向上的辐射效果来说，与无方向性的理想点源相比，把输入功率放大的倍数。
天线向周围空间辐射电磁波。
电磁波由电场和磁场构成。
人们规定：电场的方向就是天线极化方向。
一般使用的天线为单极化的。
当来波的极化方向与接收天线的极化方向不一致时，接收到的信号都会变小，也就是说，发生极化损失。
当接收天线的极化方向与来波的极化方向完全正交时，例如用水平极化的接收天线接收垂直极化的来波时，天线就完全接收不到来波的能量，这种情况下极化损失为最大，称极化完全隔离。
毫米波辐射计的工作原理
毫米波辐射计是一部被动式的接收机，本身不发射信号。
它接收到的能量是被天线收集起来的辐射，这些辐射来自场景自身的辐射及其其他辐射源辐射能量的反射。