基于红外背景复杂程度描述的小目标检测算法

提出了关于红外“背景复杂程度”的基本概念，发现并论述了一种有效的红外背景复杂程度定量描述方法。此外，提出了一种基于红外背景复杂程度描述的自适应Butterworth高通滤波方法，实现了具备一定普适性的红外图像预处理。在小目标检测问题的研究中，构造并实现了一种更具实用性的先检测后跟踪小目标检测算法，此算法在一个完整的框架下实现了红外图像预处理过程和小目标检测过程的自适应统一。     

复杂场景下的自动红外舰船目标检测

为实现多种复杂海天背景下红外舰船目标的有效检测,提出了一种基于局部边缘梯度特征分析的舰船目标检测方法。利用红外舰船目标图像的特征,改进自适应Butterworth高通滤波对图像进行预处理。通过计算局部边缘梯度特征和聚类分析确定初始目标区域,比较梯度特征参数并进行多尺度搜索准确检测出舰船目标。对多种复杂海天场景红外图像进行仿真实验,结果表明,该算法能够有效准确地检测出多种复杂海天场景下的红外舰船目标,且算法简单,易于实现,适应面广。     

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.     

基于灰度形态学累加和SUSAN算法的红外弱小运动目标检测

本文提出了一种基于灰度形态学累加和SUSAN算法的红外弱小运动目标检测方法.首先利用Butterworth滤波器对原始红外图像进行高通滤波,得到包含少许噪声点和目标点的处理图像;然后,通过基于灰度形态学的多帧累加的方式进一步提高图像的信噪比;最后利用SUSAN检测算子对多帧累加过的红外图像进行分割并将真实目标检测出来.为了提高小目标检测的实时性,给出了基于FPGA DSP的硬件实现结构.实验表明,该方法能够较好地消除背景和抑制噪声,从而准确有效地检测红外运动弱小目标.     

红外序列图像中小目标实时检测系统设计与实现

针对天空背景下红外序列图像中小目标检测实时性以及工程化的要求,设计了一种基于FPGA+双DSP的实时检测系统,用硬件方式实现了红外图像高通滤波、自适应阈值分割、管道滤波的组合检测算法.通过对实测红外序列图像进行实验表明,该系统能实时、有效的检测25帧/s的低信噪比红外序列图像.     

一种基于感兴趣区域的红外目标提取方法

针对复杂背景下的红外图像的小目标提取问题,提出了一种新的红外图像自动分割方法.为了更好地控制计算复杂性及目标提取的准确性,本方法建立在通过自适应Butterworth高通滤波器找到的感兴趣区域之上并充分地利用了该区域中背景信息比较简单、目标易被分割的特性.同时,考虑到像素灰度是红处图像区分目标与背景的重要因素,而像素间的相邻度则能较好的防止虚警的产生,结合像素的灰度和相邻度的综合关系提出了一种新的分割原则.实验证明,新算法取得了很好的效果.     

基于稀疏环决策的天空背景红外弱小目标检测算法

针对天空背景红外图像中弱小目标检测的难题,分析了红外目标检测的模型,提出了基于稀疏环决策的目标检测算法。利用数学形态学滤波目标增强方法对图像进行背景抑制,而后采用恒虚警检测方法对滤波后图像进行自适应分割,从而获得候选目标点,然后计算各个候选目标点的局部自相似性描述子,对自相似性描述子归一化、分块之后得到稀疏环表示,利用相应的判断准则可以判别目标点与虚警点。实验结果表明,该算法应用于复杂云层背景弱小红外目标图像能够得到较理想的结果,与移动管道滤波方法相比,能有效区别目标点与固定云层杂波干扰,并且虚警率低,易于实现。     

红外小目标的模板提取及检测技术研究

提出了一种基于特定目标形状模板的红外小目标检测算法。该方法首先通过低通滤波、背景差分法以及高通滤波得到小目标模板。然后,利用目标模板与红外序列的卷积运算,获取一个较为精确的背景图形。最后,通过利用背景差分法,得到最终的红外小目标图像。计算机仿真结果表明,该方法能够较好的检测出小目标,算法步骤简单且易于实现,在改善图像质量、提高图像信杂比增益等方面具有良好的性能。     

红外图像中小目标检测的新算法

分析了红外图像中小目标、噪声以及背景的特点。针对高通滤波后小目标经常被强噪声淹没的情况，基于Donoho提出的小波变换的软阈值去噪方法，提出了一种峰值检测算法。实验结果证明方法可以有效地抑制高通滤波后的强噪声，并能检测出小目标。     

基于双核判决的红外小目标检测方法

复杂背景下红外小目标检测与跟踪是红外目标探测系统的核心技术之一。为了准确检测与跟踪空中多个小目标,针对复杂背景下单帧检测虚警率偏高,导致帧间检测计算量大的问题,提出了一种基于双核判决的小目标检测算法。首先根据目标、背景及噪声的不同灰度特性,利用Robinson滤波器结构,设定背景区域和小目标区域,更为真实的表现背景与小目标的区域分布;然后计算外核目标与背景在四个方向上的对比度及内核目标区域内的相似度,若双核度量同时达到设定阈值条件,则判定为真实目标点,这样消除背景边缘及噪声的影响,减少目标检测虚警。实测数据表明,与传统的高通滤波法、Top-hat算法相比,该算法能在单帧检测上更有效检测出小目标,抑制背景边缘和噪声点,提高抗噪能力,降低虚警率,增强帧间目标的检测识别率,能大大减少序列图像间目标检测与跟踪的计算量。     

基于IHBF的增强局部对比度红外小目标检测方法

针对非均匀背景下红外小目标检测率低的问题,本文引入人眼视觉系统对比度机制,提出一种基于改进高提升滤波（improved high boost filter,IHBF）的增强局部对比度红外小目标检测方法。首先,根据小目标的频域特性,通过IHBF运算提升高频信号同时,剔除含有背景的低频信号;然后,提出增强局部对比度方法构建比差联合形式的算子,进一步增强目标与背景间的对比度,获得最优显著图;最后,采用自适应阈值分割技术获取真实目标。仿真结果表明:相对于现有的局部对比度算法,所提方法在检测率、虚警率等方面更具优势,是非均匀背景下检测红外小目标的一种有效方法。     

复杂海面背景红外小目标自动检测方法

采用维纳自适应滤波，抑制随机噪声和高斯噪声；利用Otus阈值法分割图像，确定海天线和目标潜在区；利用Top—Hat算子进行形态滤波处理，抑制平缓变化背景并保留高亮度区的目标和强噪声；选择结构元素进行形态开运算，去掉细小的背景杂波干扰；针对远距离舰艇小目标总是出现在海天线附近以及红外目标灰度高于其邻域背景的特点，确定阈值即可分离出真正的目标。实验结果表明，该方法可以较好地抑制海浪、云层等背景的干扰，能有效检测复杂海面背景中的红外小目标。     

基于改进加权增强局部对比度测量的红外小目标检测方法

红外弱小目标检测技术是红外搜索与跟踪系统的重要组成部分(IRST)。一般来说,在复杂背景环境下,红外弱小目标检测往往会有高虚警率和低检测率的问题。为了解决这一问题,提出一个改进的加权增强局部对比度测量（IWELCM）检测框架,具有重要意义。首先,通过将局部对比度机制与信杂比(SCR)的计算相结合,提出一个增强的局部对比度测量方法,在增强图像中疑似红外弱小目标区域的同时也提高图像的SCR。其次,通过利用红外图像中弱小目标的特性,以及目标与周围背景的统计差异,提出一个改进的加权函数来进一步增强目标和抑制背景。最后,采用一个自适应阈值分割的方法去获取检测的目标。在不同场景的数据集上的对比实验表明,与七种现有流行的方法相比,提出方法在复杂背景下能够有效地从干扰对象中提取真实的红外弱小目标,具有更好的检测性能。     

基于视觉对比度机制的红外小目标检测

复杂背景条件下的红外小目标检测是红外预警、红外搜索与跟踪等系统的关键技术和研究热点之一。针对红外序列图像中弱小目标检测问题,提出了一种基于视觉对比度机制的红外小目标检测方法。该方法首先运用加权高斯差分方法计算出目标显著性图,接着采用模糊控制方式优化参数获取显著性区域,最后通过显著区域与周围区域对比度分析获取真实目标。从实验结果以及和其他方法对比可以看出,所提出方法具有较高的检测率和较低的虚警率,是一种有效的小目标检测方法。     

采用尺度空间理论的红外弱小目标检测方法

为了检测红外场景中尺寸大小变化的弱小目标,针对传统滤波方法中固定大小滤波核对此类特性目标检测表现出的不足,提出一种基于尺度空间理论的红外弱小目标检测方法。首先对弱小目标特性进行分析,提出采用点扩散函数形式的目标模型来描述弱小目标;采用固定自适应邻域的方法对原始红外图像进行预处理,抑制背景杂波,增强目标能量;依据尺度规范化后的拉普拉斯尺度空间对图像不同元素滤波响应的不同,获取图像中的可疑目标,利用可疑目标点与其周围像素的梯度关系得到可疑目标点的中心坐标,并据此得到其在图中的尺寸大小;对每个可疑目标划分一个自适应大小窗口,获取分割阈值,分割出真实目标。实验结果表明,该方法能较好地检测出弱小目标,且具有较低的虚警率。     

基于改进概率数据关联滤波的红外小运动目标跟踪

在跟踪弱小运动目标过程中,低信噪比和高虚警率使得即使是在波门内也存在较多的虚假目标,加大目标识别的不确定性,降低跟踪的可靠性和精度.该文分析了红外成像系统中目标信号特点,根据概率数据关联滤波的思想,提出了一种基于目标幅度连续性和运动一致性的弱小目标跟踪识别方法,重点比较了极大似然-概率数据关联滤波和改进算法的目标识别与跟踪性能.理论分析和实验结果表明,该方法较大程度上减少了弱小目标跟踪过程中测量点与航迹关联的不确定性,提高了目标识别与跟踪性能.     

人体快转向运动自适应卡尔曼跟踪算法

穿墙雷达对人体目标进行跟踪探测面临一系列技术难点,包括墙体反射产生的虚警、射频干扰、定位误差和目标丢失等。针对上述问题,文中基于多目标数据关联和自适应的卡尔曼滤波算法,提出一种适用于穿墙雷达探测的快转向运 动人体轨迹跟踪综合处理算法,重点解决快转向运动人体目标的跟踪及多运动人体目标的轨迹交叉等问题。实验结果验证了该算法具有虚警较少、轨迹平滑、计算量小、易于工程实现、定位误差可减小50% 等优点。对于反向运动的人体目标, 算法也可进行有效跟踪。     

结合目标特性和局部背景类别预测的红外小目标检测

探索了一种结合目标特性和局部背景类别预测的红外小目标检测算法。具体研 究了红外天空小目标检测中屏蔽地物虚警的问题。在复杂的红外场景中,地面物体由于复杂多变造成 的虚警会严重影响系统的探测灵敏度和鲁棒性。如果仅从目标特性入手,难以滤除地物虚警。首先利 用新 Top Hat 变换提取出潜目标。然后,对每个潜目标,一方面利用目标特性获得一种潜目标为真实目标的 可能性度量,另一方面考虑潜目标一定大小的邻域背景,根据对背景类别(天空或者地物)的预测获得 另一种可能性度量。最后,结合两种度量滤除虚假目标。实验表明,相比仅考虑目标特性的算法,本文 算法的探测性能有了很大提升。     

RBNSM:一种复杂背景下红外弱小目标检测新方法

弱小目标检测是红外探测与跟踪任务中的经典难题。针对复杂背景下红外弱小目标普遍存在检测率低、虚警率高的问题,提出一种基于区域双邻域显著图（Regional Bi-Neighborhood Saliency Map,RBNSM）的复杂背景红外弱小目标检测新方法。利用弱小目标的局部先验特性定义滑动窗口并划分为多个单元,计算中心单元前若干个最大灰度的均值来凸显弱目标;分别构建中心单元的相接邻域和相隔邻域并计算各自的灰度均值,进而,从不同方向上提取两邻域显著图并点乘二者以进一步抑制杂波背景、增强弱小目标;最后,通过自适应提取准确检测目标。多种典型红外复杂背景图像和SIRST数据集检测结果表明:与7种代表性方法相比,RBNSM在复杂背景下具有更好的检测性能与杂波抑制能力。     

多尺度匹配的红外变分辨率弱小目标检测

针对云层背景下红外变分辨率小目标的成像特性,提出一种基于尺度空间理论的红外弱小目标检测方法。首先建立高斯小目标参数模型,以高斯核生成待检测图像的尺度空间,进而对尺度空间进行最佳尺度匹配,提取目标感兴趣区域（ROI）。然后构造ROI尺度自适应对比度作为检测判据,剔除虚警,实现小目标最终检测。实验结果显示,算法不仅能够准确检测目标,且可以估计目标像尺寸,同时具有较高的检测概率和执行效率。可有效地实现对变分辨率弱小目标的检测。