云杂波背景弱小目标自适应时-空域滤波检测研究

针对复杂云背景成像弱小目标实时检测的需要,提出一种检测能力强、易实现的自适应时-空级联滤波目标检测算法,其中时域滤波采用改进的可递归实现的方差滤波器预检测出包含目标和少量杂波点在内的可疑目标点集,而后通过一种自适应像素空域边缘强度滤波器剔除剩余杂波点。算法两级滤波器的参数均实时更新,因此算法对场景变化适应能力强。对五组实际红外图像序列目标检测的实验结果表明,算法能稳定检测出多类天空背景中的目标。     

基于时域的红外图像序列中快速运动小目标检测算法

提出了一种新的红外图像序列中快速运动小目标时域模型。为差分图像序列中的背景像素、目标像素、杂波像素建立了模型,将目标检测问题转化为噪声中已知信号的检测问题,并应用相关检测技术进行目标检测。理论分析表明,在SNR和SCR均大于6的情况下,算法具有很好的性能,实验结果也证实了算法的有效性。     

红外小目标时域检测算法研究

为了解决红外小目标检测问题,提出了时域红外小目标检测方法.在图像序列中背景像素、目标像素以及杂波像素的时域差分模型基础上提出了红外小目标时域检测算法,算法共分为两步:相关检测和广义似然比检测.经过相关检测后,图像序列中的噪声几乎完全被门限所抑制,只有极少数噪声像素、全部目标像素和一小部分杂波像素可以通过相关检测门限.为了进一步从通过相关检测门限的像素中检测出目标,又提出了一种新的广义似然比检测方法.这种经过改进的广义似然比检测能够进一步抑制噪声和杂波,提高检测的性能.分析表明,时域目标检测算法能够以很高的检测概率和很低的虚警概率完成目标的检测,实验方法也证实红外小目标时域检测算法具有很好的性能.     

基于多向背景预测的红外弱小目标检测

杂波背景中的弱小目标检测是红外图像处理中的一个重要问题。普通的二维滤波背景预测方法可以用来检测图像中的小目标,但是也存在对复杂场景的适应性差,杂波边缘虚警高的问题。通过分析二维最小均方滤波背景预测算法的方向特性,在对图像四邻域滤波残差进行像素级加权融合后,得到了一种基于多方向融合自适应滤波背景预测的弱小目标检测方法。对构造图像和实际红外云杂波场景中的小目标检测仿真表明,该方法对不同背景适应性较强,在保持目标检测概率的同时显著抑制了杂波边缘虚警,有效提高了杂波背景中小目标的检测性能。      

基于噪声方差估计的红外弱小目标检测与跟踪方法

针对红外弱小多目标图像背景杂波干扰严重、弱 小目标检测率低和目标跟踪困难的问题,提出一种 基于噪声方差估计的红外弱小目标快速检测与目标跟踪算法。首先采用改进的形态学 滤波抑制背景噪声, 对处理后的多帧图像进行方差估计初步突出目标像素;然后对其进行信噪比(SNR)估计得到整个图像序列像素得 分,图像中像素SNR高的被标记为目标像素;再对标记过的图像进行分块分析 ,准确提取出连续图 像序列中的目标像素;将检测出的目标像素作为Hough变换的目标跟踪算法的输入,设置双 阈值实现目标 的有效跟踪。实验结果表明,在复杂背景下的红外弱小目标提取中,基于噪声方差估计的目 标检测拥有较 高的检测概率和较低的虚警概率,将其获得的目标像素作为Hough变换的输入,不仅可以有 效跟踪目标, 而且简化了算法的复杂度,实现目标的快速提取和跟踪,具有很高的应用价值。     

基于灰度相关性的SAR图像联合CFAR舰船检测算法

分析了中高分辨率SAR海洋图像的目标和海杂波特点,利用了SAR海洋图像中舰船目标的灰度相关性、形状特性以及舰船目标与背景杂波的信杂比特性,提出了一种基于灰度相关性的联合CFAR舰船检测算法。算法综合利用了舰船目标内部相邻像素间的灰度强相关性和舰船目标和海杂波的信杂比,建立了海杂波区域内相邻像素间灰度值的二维对数正态分布来实现联合CFAR检测。该算法能够改善斑点噪声和背景局部不均匀对检测带来的虚警,检测效果相比于传统检测算法更加优越。     

基于多结构元素的云杂波背景小目标检测算法

背景抑制是小目标检测的基础.传统的形态学单一结构元素,对云杂波背景滤波常留下强云层边缘,增加了后续处理的复杂程度.针对这一问题,在分析云层边缘形状和结构元素选择方法的基础上.构造与云层边缘相关的多结构元素.并用基于多结构元素的小目标检测算法,对云杂波背景图像仿真,仿真结果表明,该算法对云杂波背景抑制效果好,提高图像的信噪比,有效检测出小目标.     

全卷积神经网络应用于SAR目标检测

在合成孔径雷达（SAR）图像目标检测中,由于场景杂波的复杂多变,对背景杂波统计模型估计难度增加,从而导致多数检测器容易受到背景杂波的干扰。针对如何避免场景杂波对目标检测干扰的问题,提出了一种基于全卷积神经网络的SAR目标检测模型。该模型将目标检测任务转化为像素分类问题,利用卷积神经网络对数据集中目标像素特征和背景杂波像素的先验信息进行自主学习,有效减少了虚警目标的数量;通过对目标及其阴影区域的联合检测,提高了目标的检测概率。对多个不同场景图像进行测试,实验结果表明提出的检测模型具有良好的检测性能和鲁棒性能,与传统恒虚警检测算法相比,在无需考虑背景杂波统计模型前提下有效降低了虚警概率。     

基于杂波抑制的海平线红外弱小目标检测

针对红外图像中海天交接处目标能量较弱,难以获得精确检测的问题,本文提出一种基于杂波抑制的海平线弱小目标检测方法。该方法通过对红外图像特征分析,检测海平线像素特征,去除障碍物干扰,确定海平线区域;对海平线区域采用改进的均值差滤波与背景建模,去除海平线杂波;杂波滤除后,计算两个区间自适应阈值作为滞后阈值,从而检测出海平线弱小目标像素。实验结果表明,本文提出的算法能够有效去除海平线杂波,确定海平线区域,有效提取海平线像素,从而准确检测出海平线弱小目标,具有较高的检测率与较低的虚警率,验证了该算法的有效性。     

基于改进高斯混合模型的运动图像目标检测算法

运动图像目标检测指的是从序列图像中将变化的目标从背景中分离出来,高斯混合模型可以对视频序列图像的前景和背景进行分类,再利用背景减除实现运动目标的检测。提出一种基于改进高斯混合模型的优化背景建模方法,该方法首先利用3×3模板对序列图像帧中的像素进行类似卷积的均值计算,然后利用相邻均值的差提取均差因子自适应更新图像的均值。在此基础上,设计了自适应学习率和学习速率,利用改进高斯混合模型实现序列图像的背景建模。改进模型不仅能有效减少数据计算量,同时可以降低在相似区域像素计算的时长,大大加快背景建模速度。实验结果表明,改进模型在目标检测、算法执行速率等性能指标上都有更好的表现,能满足实时检测要求。     

基于时空域融合滤波的红外运动小目标检测算法

针对红外警戒与跟踪系统中的实时弱小运动目标检测问题．提出了一种基于时空域融合滤波的小目标检测算法。算法在空域上利用形态学Tophat滤波抑制背景增强目标．在时域上通过改进的帧间差分方法增强运动目标,时空域处理结果融合分割后,根据目标运动的连续性和规则性．利用相邻帧中可能目标点之间的位置关系判别目标。算法全面考虑到了运动小目标在时域与空域方面的特性,时空域融合增强后可大大提高目标信噪比。通过实际录取的云层背景飞机目标红外数据检测表明,时空域融合滤波方法能更有效地从复杂背景中检测低信噪比运动小目标,减小虚警率．抗噪声干扰能力强。算法易于硬件实现,能够有效地应用于红外搜索与跟踪系统的实时目标检测中。     

动态规划算法在运动点目标检测中的应用研究

序列图像中低信噪比运动点目标的实时检测算法,是许多实时处理系统中的关键算法之一。该文在对面临的实际问题与对检测算法分析的基础上,详细阐述和研究了利用LS线性预测器的动态规划能量累积算法,并根据仿真实验的效果,指出此算法较直接动态规划能量累积算法可最大程度地降低能量扩散,减少团聚在目标周围的虚警目标点,十分利于后续轨迹关联检测处理.     

末敏弹稳态扫描段红外特性的实验研究

以考核红外预警系统对末敏弹的探测识别效能为应用背景,通过在高空热气球上投放末敏弹,同时利用地面热像仪实时跟踪捕获的实验方法,获得了复杂云层背景下,末敏弹稳态下落过程中的红外图像序列。针对图像模糊、信噪比低等特点,提出一种组合空域滤波的目标检测方法,该方法利用小波阈值和中值滤波去噪,Top-Hat变换抑制背景,最后通过形态学滤波提取目标并增强目标和背景的灰度对比度。多帧检测结果显示:该组合滤波算法能够有效提取实验图像序列中的末敏弹,为进一步的目标跟踪技术研究奠定了基础。     

Clutter Suppression Method Based on Spatiotemporal Anisotropic Diffusion for Moving Point Target Detection in IR Image Sequence

This paper deals with the problem of moving point target detection against cluttered background in infrared image sequence. In this area, clutter suppression is a critical issue because of high false alarm rate caused by complicated clutter. Here the three-dimensional spatiotemporal anisotropic diffusion model, in which inter-frame diffusion takes place as well as intra-frame diffusion, is investigated and a moving point target detection method based on this model is presented with the hope of improvement of clutter suppression performance. The method is evaluated and the optimum values of its parameter on different conditions are found by comparative experiments. The image sequences used in the experiments are generated by using available real-world infrared images and simulated moving point targets. Experimental results show that the method performs well under cluttered situations and enhances the detectability of moving point targets.     

基于运动特征的远距离红外目标检测方法

在红外热图像序列中检测远距离运动目标具有重要的军事和民用价值。由于远距离目标成像后所占的像素较少,同时受成像环境和成像条件的影响可能会存在较强的背景噪声,目标与背景的差异不明显,检测比较困难。本文针对热红外图像序列,提出了一种远距离目标的检测方法。该方法首先利用top-hat算子选择备选目标,然后利用备选目标在不同帧中的相关程度分析目标的运动特征,选择有确定运动特征的目标作为检测结果。该方法不需要进行背景估计,可以有效地避免强背景噪声的影响;通过调整运动模型,可以应用于不同运动特征的目标检测问题。实验结果证明了本文方法的有效性和鲁棒性。     

基于向量机的红外小目标检测技术研究

针对红外序列图像中弱小目标检测问题,提出了用最小二乘向量机对原始红外图像中每一像素的局部区域作灰度曲面最佳拟合,在拟合曲面上进行灰度极大值像素点位置估计,实现目标的粗定位。真正的目标取决于中心点的灰度是否高于其邻域的平均灰度。并以径向基核函数为例推导出了极值点估计所需的二阶方向导数算子。对模拟和实际图像进行了小目标检测的实验验证。结果表明,基于支持向量机的小目标检测算法具有较强的适应性。     

一种基于多尺度点状目标建模的检测算法

为了解决点状小目标传统建模检测算法易受小目标自身暗淡呈点状的影响，在检测过程中小目标丢失或背景信息被误检成目标的问题，采用一种更加有效的多尺度点状小目标建模算法，对背景和可疑目标进行建模，得到了可疑目标图像。使用一种阈值分割算法，将真实目标从可疑目标中提取出来，进行了理论分析和实验验证。结果表明，该算法在同一数据集下，相对其它算法检测到点状小目标的轨迹更加接近真实轨迹。该研究对提高小目标检测效果的精度是有帮助的。     

基于小波变换与灰度形态学滤波的双波段红外图像弱目标融合检测

针对舰载红外搜索与跟踪系统中的弱目标检测问题,本文首先提出了一种采用小波变换与灰度形态学滤波相结合的背景抑制与目标增强算法;然后基于所提出的背景抑制与目标增强算法设计了一种双波段红外图像弱目标融合检测方法;最后采用实际的双波段红外图像序列对所提出的背景抑制与目标增强算法和所设计的双波段红外图像弱目标融合检测方法进行了实验测试,并给出了详细的分析与比较。实验结果显示所提出的背景抑制与目标增强算法在较大程度上改善了在信噪比条件下的红外图像弱目标检测效率,而双波段红外图像的应用进一步提高了系统的目标检测性能。     

基于路侧激光雷达的多目标检测与跟踪算法

为了检测与跟踪城市交叉口复杂环境下的道路目标,提出一种基于路侧激光雷达的多目标检测与跟踪算法。首先利用背景减除法滤除背景点云,随后融合5帧点云并利用曲率体素聚类算法检测目标得到3 D包围盒信息,之后通过自适应阈值的双门控和生存周期管理策略,有效提升关联精度并减少了目标丢失和误检,最后利用交互式多模型无迹卡尔曼滤波(IMM-UKF)和联合概率数据互联(JPDA)的融合算法完成道路目标的跟踪。试验结果表明,该算法在保证检测和跟踪性能基础上满足实时性要求,具有工程实用价值。