基于多模型交互的红外目标跟踪方法研究

针对非线性运动的红外弱小目标跟踪问题,设计了一种基于交互式多模型性的跟踪方法。首先,引入多个运动模型,然后利用无迹卡尔曼滤波计算每个模型的滤波器状态估计,最后按照一定的概率加权得到总的状态估计值。使用数学仿真和物理实验对该方法进行了去噪和预测的功能验证,实验结果及相应理论分析表明该系统可有效的实现复杂背景下的红外弱小目标跟踪。     

基于粒子滤波的复杂背景红外弱小目标跟踪

针对红外弱小目标跟踪过程中背景复杂、目标过小导致检测困难以及跟踪不连续的问题,提出一种基于粒子滤波的鲁棒红外弱小目标跟踪方法。首先,考虑弱小目标位置、灰度以及目标量化直方图等特征,建立目标状态以及量测模型。根据量测各分量相互独立的特性,将量测相应分量的多特征似然函数集成于粒子滤波的框架中对低信噪比下的弱小目标状态进行自适应更新,改善由漏检引起的跟踪不连续问题。最后,采用平滑算法提升目标在运动学特征上的精度。仿真实验表明,所提算法能有效跟踪复杂背景下的红外弱小目标。     

灰色预测-概率数据关联滤波方法

针对红外弱小目标跟踪精度不高,实时性不好等问题,提出了一种基于灰色预测-概率数据关联滤波(GPPDAF)的弱小目标跟踪方法。该方法采用实时性较好的灰色模型对目标轨迹进行预测,并以预测位置为中心构建跟踪波门,然后通过改进的极大似然概率数据关联(MLPDA)算法计算波门内各量测点的概率权重,最后用各量测点的概率加权和作为跟踪结果。实验结果表明,该方法实时性能较好,较大地改进了红外弱小目标的跟踪精度。     

基于时空二维目标描述的红外小目标跟踪

根据红外弱小目标的时空域特性,提出了一种基于时空二维直方图均值移动的红外弱小目标跟踪方法。本文构建了空域分量和时域分量来表示红外弱小目标,形成时空二维图像。当前帧图像包含目标的空域分布信息,因此将当前帧图像作为空域分量;差分图像包含目标的运动特性,反映了目标的时域特性,因此将前后两帧差分图像作为时域分量。利用时空二维目标表示方法,采用均值移动算法进行目标跟踪,同时根据Bhattacharyya系数来更新目标模板。采用实际拍摄的小目标视频来检测本算法,仿真结果显示本算法能稳健的跟踪红外弱小目标,均值移动算法的跟踪精度得到了较大的提高。     

基于OpenCV的红外弱小运动目标检测与跟踪

针对信噪比低、背景和噪声干扰严重的红外图像,根据图像序列中运动目标的帧间相关特性以及噪声的不相关理论,基于OpenCV（Open Soure Computer Vision Library）计算机视觉库,提出了一种弱小目标的检测算法,并对检测到的目标进行了跟踪。采用能量累积的方法得到背景,然后从原始图像中去除背景,提高信噪比;利用目标的帧间相关特性以及运动信息去除噪声;最后通过Kalman滤波算法来对检测到的目标进行跟踪。实验结果表明:该检测算法能有效地从序列图像中提取出弱小运动目标,跟踪算法也能实时地进行跟踪并在目标被遮挡时准确地预测出目标位置。     

复杂地物背景下红外弱小目标跟踪算法

复杂地物背景下红外弱小目标的跟踪在红外监视系统中有重要的应用价值。提出了一种人眼视觉系统原理和多目标跟踪技术的弱小目标跟踪算法,实现了对复杂地物背景下红外弱小目标的跟踪。算法首先在图像中提取候选目标和各目标对应的目标区域,估计相邻帧图像之间的运动参数,对所有跟踪目标进行轨迹预测;然后融合多信息对当前帧目标与目标链中目标进行关联,根据关联结果对目标链进行更新;最后输出跟踪目标的位置坐标,实现对红外弱小目标的跟踪。用实测的图像序列对算法进行了测试,试验结果表明本文算法对树林、农田、建筑等复杂地物背景中弱小目标有较好的跟踪效果,可以用于红外监视系统中对复杂地物背景下低对比度弱小目标自动跟踪。     

基于Wiener滤波的小目标检测方法

红外云背景中小目标检测是红外成像技术的一种典型应用。为了检测红外云背景中的弱小目标，分析了背景特性，建立了红外场景模型，提出了一种基于Wiener滤波的自适应背景抑制方法。经过去除虚假目标和目标分割，再利用目标运动的连续性和规则性进行目标检测和跟踪。对包含了仿真目标的红外云背景图像序列进行了实验，结果表明，该方法能够有效地从信噪比为2．0的背景中检测到小目标。     

一种自适应红外目标尺寸变化的检测跟踪算法

在实际场景中随着红外探测距离的缩小,红外弱小目标的尺寸等会动态增长,常用的红外弱小目标检测跟踪算法便无法继续稳定检测与跟踪。为解决上述问题,本文提出了一种自适应红外目标尺寸变化的检测跟踪方法,借助低阈值信噪比实现弱小目标的初筛,并通过自适应尺寸分割避免大目标漏检误检,构建备选目标库,最后配合使用卡尔曼算法模型预测运动轨迹,完成小范围波门检测,实现目标跟踪。与传统DBT（Detection Before Track）跟踪检测算法相比,本文算法可同时兼顾弱小目标和大尺寸目标的检测跟踪,在所选目标尺寸动态增长的场景中,本文算法的检测跟踪率提升了约10%。     

基于序列图像分组决策算法

针对红外运动弱小目标检测中单帧图像检测率低的问题,在分析了红外图像中运动弱小目标特性的基础上,提出了一种基于序列图像分组决策检测红外弱小目标的方法。该方法利用图像差分法进行目标信息的提取,对图像进行扩边,选取连通域质心来构建滑动邻域块,最后充分利用目标航迹的连续性和噪声的随机分布特性进行目标位置的决策。实验证明,序列图像检测方法对红外弱小目标的检测率要高于单帧图像检测率。     

红外搜索跟踪系统中实时图像配准的研究和实现

为实现在红外探测器运动的条件下地面弱小目标的快速搜索与跟踪,提出了一种基于相位相关法配准和角点法配准相结合的红外图像配准方法实现对红外图像的运动补偿。根据相位相关法配准和角点法配准的特点,首先利用相位相关法对运动中的红外图像进行粗配准,然后利用相位相关法配准的结果作为角点法配准的先验信息实现图像的高精度配准。实验结果表明该算法能够在不降低配准精度的条件下,实时地为红外搜索跟踪系统提供红外图像的位移信息,有效地提高了红外搜索跟踪系统对弱小目标的检测率和检测精度。