能量累积与均值漂移聚类结合的红外小目标检测方法

研究红外图像中弱小目标的检测问题,提出了一种基于能量累积与均值漂移聚类的红外小目标检测方法。首先利用滑动窗口处理实现图像序列中目标能量积累,去除图像中的随机噪声,提高信噪比;然后选用不同尺度的核带宽对原始图像进行两次均值漂移聚类滤波,将两次滤波所得的图像灰度进行差分来实现背景抑制,提高目标与背景的对比度;之后根据图像的统计特性确定阈值,用门限分割方法提取目标区域,实现候选目标的准确定位;最后利用序列图像中目标运动的连续性和轨迹的一致性筛选出真正的目标。该算法通过选用不同尺度的核带宽进行聚类来得到目标及背景图像,背景抑制的同时也滤除了噪声。实验结果表明,该方法能快速有效地提取复杂背景条件下的红外小目标。     

应用模糊增强及均值漂移实现红外目标分割

针对复杂环境下红外图像信噪比和对比度低,边缘模糊,目标分割困难的情况,提出一种基于模糊增强和均值漂移图像滤波的红外目标分割方法。首先定义新的隶属度函数,运用模糊集理论进行红外图像增强,避免了传统模糊增强算法的弊病,有效提高目标与背景的对比度;之后利用ICI（交叉置信区）规则确定均值漂移的带宽参数,提出一种新的自适应带宽均值漂移图像滤波方法,实现图像的进一步平滑和聚类;最后利用自适应阈值实现红外目标分割。实验结果表明,算法能够正确有效地分割出复杂环境下的红外目标,并且很好地保持了目标的轮廓细节。     

基于核模糊聚类多模型LS-SVM背景预测的红外小目标检测

针对复杂背景中小目标的提取问题,提出了一种基于核模糊聚类多模型最小二乘支持向量机背景预测的红外小目标检测算法。首先,对训练样本用最近邻聚类法进行划分,获取聚类个数和初始聚类中心,并用核模糊C均值算法(KFCM)对聚类中心进行优化;其次,用LS-SVM计算模糊模型的回归参数,利用回归参数预测图像背景;之后,将原图像和预测图像相减得到残差图像;最后,依据最大类间绝对差选取阈值,从残差图像中分割出小目标。实验结果表明:文中算法相比传统基于模糊C均值(FCM)的小目标检测算法检测性能更优越。     

基于能量累积与顺序形态滤波的红外小目标检测

针对红外序列图象中弱小目标的检测问题 ,提出了基于能量累积与顺序形态滤波的小目标检测方法 .该方法通过设置一定大小的滑动窗口 ,对窗口内的图象序列进行能量累积 ,以达到去除图象中的随机噪声和提高目标的信噪比的目的 .其目标检测采用由粗到精 3个步骤 ,即首先利用顺序形态滤波抑制背景 ,并通过提取目标广义边缘来实现目标的粗定位 ;然后对可能存在目标的区域进行分割 ,通过提取目标几何特征来完成精确定位 ;最后利用序列图象中目标运动的连续性和轨迹的一致性来筛选出真正的目标 .实验结果表明 ,该方法能有效地抑制背景和能提取目标广义边缘 ,并能通过自适应地选择分割门限来完成红外小目标的定位和检测     

复杂背景条件下的红外快速运动小目标检测方法

针对复杂背景下红外快速运动小目标检测问题,提出一种将时域特性分析、小波包变换和管道滤波多帧检测相结合的方法。该方法首先对图像进行时域特性分析确定目标所在帧图像序列,再利用小波包变换对目标所在帧图像进行多尺度分解,提取候选目标,然后通过管道滤波从候选目标中确定小目标的位置,完成对小目标的检测。对实测数据进行仿真实验,结果表明该方法能有效检测红外快速运动小目标。     

基于多级综合分类器的红外目标检测

文章针对大视场不同尺度的红外目标检测问题,以大视场红外搜索系统为基础,提出了一种基于多级综合分类器的实时红外目标检测算法,实现由粗到精的虚警剔除。在预处理阶段,该算法首先进行尺度放缩变换,在不同的尺度上采用Robinson滤波抑制背景,再将不同尺度的滤波结果在原始尺度上融合;在对图像进行背景抑制的基础上,构造多级串联的综合分类器:在目标的粗检测阶段,采用模糊隶属度融合的分类器剔除大部分虚警;在目标的精细检测阶段,提取候选目标的特征并进行类间特性分析,设计基于Fisher系数加权的综合分类器以实现真实目标的确认与虚警剔除。实验表明,该算法能够有效剔除与真实目标特性相似的虚警干扰,对尺度变化的红外运动目标具有较好的检测效果。     

基于能量累积与顺序形态滤波的经外小目标检测

针对红外序列图象中弱小目标的检测问题，提出了基于能量累积与顺序形态滤波的小目标检测方法，该方法通过设置一定大小的滑动窗口，对窗口内的图象序列进行能量累积，以达到去除图象中的随机噪声和提高目标的信噪比的目的，其目标检测采用由粗到精3个步骤，即首先利用顺序形态滤波抑制背景，并通过提取目标广义边缘来实现目标的粗定位，然后对可能存在目标的区域进行分割，通过提取目标几何特征来完成精确定位；最后利用序列图象中目标运动的连续性和轨迹的一致性来筛选出真正的目标，实验结果表明，该方法能有效地抑制背景和能提取目标广义边缘，并能通过自适应地选择分割门限来完成红外小目标的定位和检测。     

基于小波高频距离像的红外小目标检测

针对远距离复杂背景下红外小目标检测问题,提出了一种基于小波高频距离像的方法;该方法首先将处理空间变换到小波域,通过分析残留背景、目标和噪声系数在高频子带的差异,定义基于邻域均值的子带系数表达形式,构造高频子带系数的中心向量,对小波高频图像进行综合形成距离像,得到红外复杂背景的抑制结果;在此基础上,利用恒虚警率算法将单帧背景抑制图像分割成候选目标、残留背景和噪声像素点;最后,在时间域基于目标运动的相关性,利用管道滤波实现红外小目标的最终检测;仿真实验结果表明,相对于经典算法,该方法可以实现对红外复杂背景的有效抑制,增强目标信号的强度,准确稳定地从红外复杂背景中检测出小目标.     

基于SVD背景抑制和粒子滤波的弱小目标检测*

针对云天背景下红外弱小目标的检测算法中常见的目标漏检和检测错误问题,提出了一种基于奇异值分解背景抑制和粒子滤波联合检测算法。该算法首先采用奇异值分解滤波抑制红外图像背景,获取候选目标位置,然后采用粒子滤波算法估计目标运动状态,获取目标搜索窗口,最后将单帧检测候选目标与预测的搜索窗口相结合实现小目标检测。对真实红外图像序列进行实验表明,该方法有效地解决了SVD滤波单帧漏检和粒子滤波预测错误导致的目标检测错误问题,从而提高了低信噪比下弱小目标的检测能力。     

基于均值漂移聚类的运动目标检测

为了有效减少噪声对运动目标检测的影响,提出了一种利用均值漂移聚类实现运动目标检测的方法。首先运用Mean Shift算法分别对三帧连续图像进行平滑去噪处理,然后对图像进行边缘提取,最后通过三帧差分法对三帧图像进行差分,进而得到运动目标。实验结果表明,该方法可以有效地抑制噪声并提取出运动目标。     

基于形态学Top—Hat算子的小目标检测方法

针对红外序列图象中运动弱小目标的检测问题，提出了一种基于能量累积与Ｔop-Hat算子的小目标检测方法，该方法是首先设置一定大小的滑动窗口，并通过对窗口内的图象序旬进行能量累积来去除图象中的随机噪声，以提高目标的信噪比；然后对能量累积后的图象采用形态学中的Ｔop-Hat算子完成候选小目标的检测工作；最后利用序列图象中目标运动的连续性和轨迹的一致性来筛选出真正的目标，同时进行了该方法与传统高通滤波检测方法，在抗噪声性能、背景抑制性能以及抑制虚警目标性能等方面差异的比较实验，实验结果表明，基于能量累积与Ｔop-Hat算子的小目标检测方法在这３个方面都优于高通滤波法，它能够快速、可靠检测出低信噪比的运动小目标。     

基于高斯背景模型的红外人体运动目标检测技术

针对红外监控中人体运动目标的空洞和拖尾问题,提出了一种基于高斯模型的运动目标检测方法。首先,介绍了红外图像的预处理;其次通过与其他经典的人体运动目标检测算法比较与综合,引入高斯模型,建立背景图像的自适应模型。该种模型主要使用了拟合修正的方法处理了红外监控背景图像中的差分信息,过滤图像中的噪声等相关外部环境干扰因素,从而更新红外图像中的背景信息,提高了红外监控系统图像中人体运动目标的检测清晰度,并进一步提高了红外监控图像的精度。同时,还对该方法进行了必要的仿真实验。仿真结果表明,提出的方法可以准确地检测红外监控图像中的人体运动目标,较好地避免了人体运动速度过快或过慢所产生的拖尾或空洞现象。     

基于时域背景预测检测红外图像序列中的小目标

研究存在背景噪声和干扰的情况下红外图像序列中弱小运动目标的检测问题。从背景出发,充分利用在图像序列中占绝大部分的背景像素来构造弱小目标的检测,并提出在时域上利用背景预测技术实现检测。通过编程在含有随机目标的实际红外序列图像中的应用,证明了算法的有效性和优越性。     

运动显著性概率图提取及目标检测

目的 动态场景图像中所存在的静态目标、背景纹理等静态噪声,以及背景运动、相机抖动等动态噪声,极易导致运动目标检测误检或漏检。针对这一问题,本文提出了一种基于运动显著性概率图的目标检测方法。方法 该方法首先在时间尺度上构建包含短期运动信息和长期运动信息的构建时间序列组;然后利用TFT（temporal Fourier transform）方法计算显著性值。基于此,得到条件运动显著性概率图。接着在全概率公式指导下得到运动显著性概率图,确定前景候选像素,突出运动目标的显著性,而对背景的显著性进行抑制;最后以此为基础,对像素的空间信息进行建模,进而检测运动目标。结果 对提出的方法在3种典型的动态场景中与9种运动目标检测方法进行了性能评价。3种典型的动态场景包括静态噪声场景、动态噪声场景及动静态噪声场景。实验结果表明,在静态噪声场景中,F_score提高到92.91%,准确率提高到96.47%,假正率低至0.02%。在动态噪声场景中,F_score提高至95.52%,准确率提高到95.15%,假正率低至0.002%。而在这两种场景中,召回率指标没有取得最好的性能的原因是,本文所提方法在较好的包络目标区域的同时,在部分情况下易将部分目标区域误判为背景区域的,尤其当目标区域较小时,这种误判的比率更为明显。但是,误判的比率一直维持在较低的水平,且召回率的指标也保持在较高的值,完全能够满足于实际应用的需要,不能抵消整体性能的显著提高。另外,在动静态噪声场景中,4种指标均取得了最优的性能。因此,本文方法能有效地消除静态目标干扰,抑制背景运动和相机抖动等动态噪声,准确地检测出视频序列中的运动目标。结论 本文方法可以更好地抑制静态背景噪声和由背景变化（水波荡漾、相机抖动等）引起的动态噪声,在复杂的噪声背景下准确地检测出运动目标,提高了运动目标检测的鲁棒性和普适性。     

Detecting and tracking dim small targets in infrared image sequences under complex backgrounds

This paper presents a unified framework for automatically detecting and tracking dim small targets in infrared (IR) image sequence under complex backgrounds. Firstly, the variance weighted information entropy (variance WIE) followed by a region growing technique is introduced to segment the candidate targets in a single-frame IR image after background suppression. Then the pipeline filter is used to verify the real targets. The position and the size of the detected target are then obtained to initialize the tracking algorithm. Secondly, we adopt an improved local binary pattern (LBP) scheme to represent the target texture feature and propose a joint gray-texture histogram method for a more distinctive and effective target representation. Finally, target tracking is accomplished by using the mean shift algorithm. Experimental results indicate that the proposed method can effectively detect the dim small targets under complex backgrounds and has better tracking performance compared with the gray histogram based tracking methods such as the mean shift and the particle filtering.     

红外背景抑制与小目标检测算法

目的 针对Robinson guard滤波器的局限性和红外图像背景抑制问题,提出一种新的红外背景抑制滤波算法。方法 首先通过形态学Tophat算子对图像背景进行抑制,然后对背景抑制后的图像采用改进的Robinson guard滤波器进一步凸显目标,并通过阈值化分割出感兴趣区域,在此基础上,利用Unger平滑去除小的噪声点,最后用局部信杂比（SCR）和移动式管道滤波剔除伪目标,实现运动小目标的准确定位。结果 采用3组不同的红外背景图像序列进行实验,所提算法对不同背景均有很好的抑制效果,与传统Robinson guard滤波方法相比,本文算法不仅能更有效地保留目标的特征信息,而且对3组图像序列的小目标的检测率分别提高了1.1%、2%、11%,虚警率分别降低了14%、12%、16%。结论 本文算法能有效地检测出小目标,具备较高的准确性,对于低信噪比的图像具有良好的适应性。同时,本文算法具有较高的实时处理能力,有利于实现实时性技术应用。     

基于小面拟合的红外小目标提取方法研究

天空和海空背景下红外小目标图像的分割与聚类是检测和识别目标过程的预处理部分。基于小面模型对原始红外图像的局部区域作灰度曲面的最佳拟合，利用导出的二阶方向导数算子在拟合曲面上进行灰度极大值的像素点位置估计，实现对图像中小目标像素的分割和提取。对模拟和实际的天空和海空红外图像进行了实验验证。实验表明，该算法具有较强的适应性。