低信噪比下的红外弱小目标检测算法研究综述

低信噪比条件下的红外弱小目标检测问题一直是近些年来国内外学者研究的一个热门课题。针对复杂背景下红外图像弱小目标检测困难、信噪比低的问题,越来越多的新方法不断被提出。更好的实时性,更高的检测概率,更低的虚警率成为了研究者们追求的目标,实时、鲁棒、通用成为了红外弱小目标检测信号处理算法的核心要求。本文梳理了红外弱小目标检测的常用方法以及其技术发展,在介绍一些传统算法发展的基础上,重点介绍了红外弱小目标检测的几类典型算法的原理、发展及其优化算法,为后续红外弱小目标检测的研究提供了便利。     

背景自适应的多特征融合的弱小目标检测

针对红外复杂背景下的弱小目标检测难题,提出一种基于背景自适应的多特征融合的复杂背景下弱小目标的检测算法。首先,通过对红外图像进行空域滤波去除孤立噪声点,并利用恒虚警率分割消除大面积平稳背景,获得疑似目标集。然后融合红外图像的背景信息、弱小运动目标的灰度特征、目标与周围像素的方向梯度特征等多个典型特征,消除疑似目标集中的大部分假目标,最后运用运动特征获取真实目标的轨迹,最终实现复杂背景下的红外弱小目标的检测。实验表明:该算法能实现复杂背景下低信噪比的红外弱小目标快速检测,具有检测概率高,算法速度快,鲁棒性好的特点。     

基于改进YOLOv5的复杂背景红外弱小目标检测算法

针对传统算法依赖于对红外目标与环境背景的精确分离和信息提取,难以满足复杂背景和噪声等干扰因素下的检测需求。论文提出一种基于改进YOLOv5（You Only Look Once）的复杂背景红外弱小目标检测算法。该算法在YOLOv5基础上,添加注意力机制提高算法的特征提取能力和检测效率,同时改进原YOLOv5目标检测网络的损失函数和预测框的筛选方式提高算法对红外弱小目标检测的准确率。实验选取了来自不同复杂背景的7组红外弱小目标数据集,将这些图像数据集进行标注并训练,得到红外弱小目标检测模型,然后从模型训练结果和目标检测结果的角度评估算法和模型的正确性。实验结果表明:改进的YOLOv5算法训练出来的模型,检测准确性和检测速度对比实验列出的几种目标检测算法均有明显的提升,平均精度均值（mean Average Precision,mAP）可达99.6%以上,在不同复杂背景下均可有效检测出红外弱小目标,且漏警率、虚警率低。     

复杂海洋环境中弱小目标的红外辐射特性研究及图像仿真

弱小目标检测是当今研究的热点问题之一.分析目标背景的红外特性,进行红外仿真,可作为弱小目标检测算法的研究基础并为目标检测算法研究构造仿真平台.本文在建立弱小目标热模型的基础上,考虑了海面背景的辐射模型以及红外辐射的大气吸收模型,进而计算出弱小目标的红外辐射及大气衰减量,最终可获得经过大气衰减的弱小目标红外仿真图像,取得了较好的效果.     

弱小目标检测预处理算法对比研究

针对弱小目标检测与处理问题,对比研究了帧问差分法、背景预测法和小波分析法三种典型的弱小目标检测预处理算法.理论分析和实验验证表明,背景预测法的综合性能较好,只是在时间复杂度上较差,如果硬件资源允许,则是首选的算法;小波分析法在检测精度和抑制噪声方面较差,但其运算速度较快,如果对检测精度要求不高,则是首选的算法;帧间差分法检测率较低,综合性能最差,较少使用.研究为弱小目标检测预处理算法的选择提供了依据,为弱小目标检测预处理算法的研究和设计提供了重要的参考,具有重要的现实意义.     

基于中值滤波和多向梯度搜索的目标检测算法

复杂背景下低信噪比弱小目标的自动检测是当今目标自动探测研究尚未解决的一个难题.针对复杂天空背景条件下低信噪比的红外弱小目标检测问题,提出了一种基于中值滤波和多向梯度搜索相结合的目标检测算法.算法首先运用中值滤波器将目标从红外背景中分割出来,再结合多向梯度判决算法提取出真实目标点,最后辅以形态滤波填充目标内部空间,构成完...     

基于多向梯度背景预测的红外目标检测算法

为解决复杂空中背景下红外弱小目标的检测,提出一种新的基于多向梯度的背景预测方法。该方法根据云层边缘区域、平缓背景区域及弱小目标所呈现的不同梯度特点,采取不同方法分别进行预测;基本保留云层边缘区域和平缓背景区域的点,而对弱小目标区域采用邻域低灰度值点进行预测。然后经过背景消除和阈值分割,将弱小目标检测出来。仿真结果表明,该算法对复杂空中背景预测有很高的准确性,能够更加有效地抑制云层边缘引起的虚警,将红外弱小目标点检测出来。     

基于自适应SUSAN各向异性扩散的红外弱小目标检测

针对复杂背景下红外弱小目标提取困难的问题,提出了一种自适应SUSAN各向异性扩散的红外弱小目标检测算法。该算法结合SUSAN边缘检测算子与各向异性扩散,形成新的扩散方程对红外图像进行背景预测,与原图像差分后实现弱小目标检测。为使算法具备自适应能力,提出SUSAN边缘检测器灰度差阈值的自适应设定方法,采用绝对偏差中值算子作为其扩散系数。实验结果表明,该算法能够有效滤除复杂图像背景,大幅提升信噪比,同时保留目标大小。     

一维均值反差滤波的小目标快速检测算法

复杂背景下低信噪比弱小目标的自动检测是当今目标自动探测研究尚未解决的一个难题.将一维均值反差作为一种不相似性度量应用于小目标检测的前期滤波处理中,有效地增强小目标信息、抑制了复杂的背景和噪声,并结合背景预测原理,实现了对小目标的快速检测.仿真实验表明:该滤波算法大幅提高了小目标图像的信噪比,保证了利用背景预测原理检测小目标的准确性;与基于二维均值反差的滤波方法相比,该方法对小目标形状的适应性更强,速度更快.     

基于MRF的自适应正则化红外背景杂波抑制算法

针对复杂背景下红外弱小目标检测难题,将背景杂波抑制归结为从原始红外弱小目标图像中重建目标数据的过程,据此提出了一种基于马尔可夫随机场模型(MRF)的自适应正则化滤波算法.该算法采用MRF,建立了红外弱小目标图像的先验概率模型,并根据图像的粗糙度设计了新的势函数.在此基础上,采用MRF对背景杂波抑制过程进行正则化处理,从而实现了对红外背景杂波的自适应各向异性抑制.理论分析与实验结果表明,该算法能够随图像局部纹理特征的变化自适应地调整滤波算子结构,从而可在复杂背景下自适应地抑制杂波、增强信号,有效地提高了图像的信噪比,且该算法结构简单,更易于硬件实时实现.     

基于分块背景建模的运动目标检测技术

研究了视频监控系统中的目标检测技术,在分析比较几种目标检测算法的基础上提出了一种使用分块处理的方式建立初始背景模型的方法。该方法对视频序列图像中的噪声有较好的抑制作用,并且能够有效地克服因平均而造成背景模糊和阴影残留的缺点。为适应背景变化,在背景更新方法中结合三帧差分寻找像素值变化较大的像素点进行自适应更新。仿真结果表明,在背景减除中使用该方法能够快速、完整、准确地检测出运动目标。     

基于机载IRST稳定平台结构的地面背景抑制算法

在机载IRST对地面目标的搜索跟踪过程中,由于飞机自身的运动,机载IRST获取的红外图像中包含了目标及复杂的地面运动背景。为克服图像序列中地面运动背景对目标跟踪的影响,在图像预处理算法的研究中,通过对机载IRST稳定平台下背景与目标的图像运动特点的分析,提出了一种基于帧间运动估计的背景抑制算法。     

基于局部自适应中值滤波的红外背景抑制方法

介绍了利用中值滤波进行背景预测和背景抑制的基本原理,分析了局部中值滤波和局部最大中值滤波器处理图像的特点.根据这些特点,设计了一种能充分利用两种滤波器优越性的局部自适应中值滤波器.实验证明,利用这种滤波方法进行背景抑制具有处理速度快,滤波效果好的特点.     

视频交通监控系统中背景提取算法

介绍了几种常用的背景提取算法,提出一种新的算法,其通过平均法得到一个初始背景,计算当前帧图像与初始背景图像的差,以该判断差值的大小来决定是否累积当前帧图像的灰度值,计数后再通过算数平均法得到背景图像.实验表明,该算法得到的背景效果良好,适用于视频交通系统.     

一种新颖的带背景抑制红外读出单元电路

设计了一种带新型背景抑制技术的红外读出电路,该电路通过控制开关管的导通与关断,使背景抑制电流源在积分过程中间断性地产生背景抑制电流.同时,背景抑制电流产生管工作在强反型区,减小了由工艺失配和噪声所引起的单元电路间背景抑制电流的变化,降低了电路的背景抑制非均匀性.所提出的读出电路基于CSMC DPTM(双晶三铝)0.5 ...     

一种新型的视频序列运动目标检测方法

针对传统运动目标检测方法的不足,提出一种新型的背景减法和背景更新相结合的运动目标检测方法。在该方法中,首先应用动态阀值背景减法能很好地弥补固定阀值背景减法容易造成误判的不足,实现绝大部分运动像素的提取;接着基于双阀值计数的局部背景更新策略能及时更新背景,克服传统背景更新方法的缺点;最后运用多次形态学处理去除各类噪声,并起到磨光图像边缘的效果。实验结果表明,所提出的新方法运算复杂度低,能够在复杂的背景环境下很好地检测出运动目标。     

视频交通流检测中的背景提取

在基于视频的交通流检测系统中,静止背景的快速准确提取是基础。背景的提取主要分为模型法和非模型法,非模型法的算法复杂度低,能满足交通流检测实时性要求。论文比较和分析了均值法、直方图统计法、中值滤波法和背景学习法四种常用的背景提取方法。并通过实际的交通视频测试比较了四种方法。     

基于像素的背景建模方法综述

将背景减法中应用的基于像素的背景建模方法分为递归和非递归两类,分别对它们的算法进行综述,总结它们适用的场合和更新状况;并对各种算法性能从精确度、时、空复杂度3个方面进行比较;最后对背景建模方法的发展和应用方向作总结和展望。     

高压变频器在磷复肥风机上的应用

高浓度磷复肥生产的主要产品是磷酸二铵,在大中型企业中都选用大功率高压电机作为造粒风机和干燥风机的电机。由于2风机出口并用,从1个烟囱排出,靠2台风机进口阀控制风流动的方向和风量,这带来风机和风道振动所产生的啸叫声、电能浪费、设备损坏等实际问题。云南祥丰金麦化工有限公司选用北京利德华福HARSVERT-A10/070(1000kW)2台变频器,较好地解决了上述问题,噪音降低非常理想,节能效果显著。     

基于OpenCV的视频图像序列的运动目标检测

随着人工智能的发展,提出了使计算机系统具有模拟人类通过视觉接收外界信息、识别和理解周围环境、协助或代替人类感知的能力,基于视频序列的运动目标分析也就应运而生.本文针对目前常用的背景减法,帧间差分法和混合高斯背景建模的运动检测方法的优缺点,提出了一种3者相结合的运动目标检测算法.在讨论数学模型的基础上,通过OpenCV进...