红外弱小目标背景抑制中的二维空域廓线法

为了实现天基红外遥感图像中的弱小目标检测,抑制复杂的结构背景,提出了二维空域廓线法.算法以一维时域廓线目标检测理论为基础,将其扩展到二维空域,应用于单帧目标检测.采用二维空域廓线可以获得背景估计,用原始图像减去背景图像可获得包含目标的前景图像.将本文算法与现有的单帧目标检测算法相比,可获得更大的ROC曲线面积,表明提出算法优于同类算法.     

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。     

改进时空滤波的红外弱小目标检测

为了有效解决动态背景变化导致弱小目标检测率低的问题,文中提出了改进时空滤波的红外弱小目标检测算法。首先在分析红外图像成像特性的基础上,针对目标区、背景区和边缘轮廓区不同梯度特性的差异,提出改进的各向异性空域滤波算法,该算法充分利用空间域的梯度信息来构建不同方向的扩散滤波函数,并结合图像不同特性的梯度差异选取扩散函数值最小的两个方向的均值作为时域滤波结果,以最大限度地保留目标信号;接着为有效增强弱小目标的能量,针对高阶累积量仅利用像元点时域信息来构建能量增强的不足,提出了一种结合时空邻域块的能量增强算法,实验表明,本文提出的算法能有效提升动态场景下的弱小目标的检测能力。     

改进时空滤波的红外弱小目标检测

为了有效解决动态背景变化导致弱小目标检测率低的问题,文中提出了改进时空滤波的红外弱小目标检测算法。首先在分析红外图像成像特性的基础上,针对目标区、背景区和边缘轮廓区不同梯度特性的差异,提出改进的各向异性空域滤波算法,该算法充分利用空间域的梯度信息来构建不同方向的扩散滤波函数,并结合图像不同特性的梯度差异选取扩散函数值最小的两个方向的均值作为时域滤波结果,以最大限度地保留目标信号;接着为有效增强弱小目标的能量,针对高阶累积量仅利用像元点时域信息来构建能量增强的不足,提出了一种结合时空邻域块的能量增强算法,实验表明,本文提出的算法能有效提升动态场景下的弱小目标的检测能力。     

基于高阶统计判据的红外弱小运动目标检测

针对红外预警与跟踪系统中的实时弱小运动目标检测问题,在分析红外灰度图像的非平稳高斯特性的基础上,提出了一种基于高阶统计判据的检测算法。先用一个空域的白化去均值滤波器进行空间背景抑制,为下一步时域高阶统计判据建立一个不相关的高斯背景,根据三阶以上的高阶累积量对于高斯随机过程“盲”的原理,用高阶累积量作二元统计判据检测红外图像背景中的运动弱小目标。算法全面考虑了红外灰度图像和目标在时域与空域方面的特性,大大增强了目标信噪比。通过实际获取的大地背景目标红外数据检测表明,此算法能有效地从复杂背景中检测低信噪比运动小目标,虚警率少,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。     

一种新的红外弱小目标检测与跟踪算法

针对低信噪比下红外序列图像中弱小目标的检测与跟踪问题,提出了一种新的基于双边滤波的方法.首先将传统的二维双边滤波扩展为空-时三维双边滤波,由于同时利用了红外序列的空域信息和时域信息,该三维双边滤波能在抑制噪声的同时增强目标和背景之间的对比度.用其实现红外图像的预处理,再用门限分割检测出红外序列中的弱小目标.同时,用序贯蒙特卡洛方法对检测到的弱小目标进行跟踪.实验中,用实际红外序列图像对算法进行了验证,结果表明,在低信噪比下,所提算法能对红外弱小目标进行实时检测和跟踪.     

视频多运动目标提取的新方法

提出一种利用视频序列的时域和空域信息进行多运动目标检测的新方法.首先对相邻的图像帧进行差分,并利用3σ准则二值化差分图像,得到运动目标的时域信息,然后标记该二值图像的连通区域来消除噪声,结合边缘检测所得到的空域信息得到运动目标模型,最后连接模型的最外围轮廓点即得到目标的完整信息.该算法充分运用了运动目标的时域、空域两方面信息,能够准确的提取出运动目标.     

一种背景特征空间相关的跟踪算法研究

针对天空背景红外图像弱小、目标可利用信息特征少,采用通常的几何、纹理等目标特征的时域相关性跟踪算法难以实现连续平稳跟踪的情况,提出了一种基于后处理的弱小目标检测跟踪算法,即利用背景特征的空间相关性实现弱小目标检测,结合前后图像帧中目标灰度特征和运动特征的时域相关性实现了弱小目标的连续跟踪。实验结果证明,该算法对天空背景红外图像弱小目标跟踪稳定可靠,实时性好。     

基于非线性量化概率模型的弱小目标跟踪

针对红外弱小目标跟踪问题,提出一种基于非线性量化概率密度模型匹配的快速跟踪方法。首先分析了红外弱小目标的灰度特性和多帧运动相关特性,引入α-β滤波对红外目标进行运动相关跟踪,并预测下一帧图像中目标的质心位置,然后提出一种适合红外弱小目标的非线性量化概率密度模型,通过在预测邻域内进行模板匹配来跟踪真实目标。实验结果表明该方法用于红外弱小目标的跟踪精度和处理速度明显优于现有算法,工程意义显著。     

低虚警率的红外弱小目标检测算法

针对远距离复杂场景下红外弱小目标信噪比低导致目标检测虚警率高的问题,提出了一种时域与空域滤波相融合的红外弱小目标检测方法。采用相对局部对比度算法(Relative Local Contrast Measure,RLCM)增强目标信噪比,抑制高亮度背景;利用目标的时空相关性,运用时域局部差分算法(Temporal Local Difference Algorithm,TLCD)增强目标,消除固定噪点。融合空域和时域的检测结果获得时空相对局部对比度图(Spatial Temporal Relative Local Contrast Map,STRLCM),通过自适应阈值分割提取待检测的真实目标。实验结果表明,与现有算法相比,所提算法可以极大地降低虚警率同时保持较高的检测效果。     

边界约束的核密度估计红外人体目标跟踪方法

基于核密度估计的均值漂移算法因其良好的实时性而被广泛地应用于目标跟踪,但传统的均值漂移算法极易因颜色等信息的缺乏而使跟踪不稳定,且目标尺度的变化也不利于目标位置的准确估计,为此,提出了一种具有边界约束的均值漂移红外人体目标跟踪新方法。该方法通过各向异性扩散,并联合红外图像的梯度与亮度信息来获取目标边界,自适应调整核窗宽,从而利用均值漂移策略进行红外人体目标跟踪。实验结果表明,该方法在红外人体目标尺度改变时仍能实现良好的跟踪。     

一种基于均值移位的红外目标跟踪新方法

均值移位算法是一种搜索与样本点分布最相近模式的非参数统计方法．在彩色序列图像目标跟踪中,均值移位算法是一种有效的方法．但在红外目标跟踪中,由于单一灰度特征空间缺乏描述红外目标的信息,使得基于均值移位算法的红外目标跟踪不稳健．为了克服这个缺点,提出了构造级联灰度空间的红外目标跟踪新方案．同时,对于不同的红外图像序列使用不同的方法产生级联灰度空间．实验结果表明该方法对于红外小目标以及强杂波背景目标的跟踪是有效和稳健的．     

Track Initiation for Dim Small Moving Infrared Target Based on Spatial-Temporal Hypothesis Testing

Track initiation for dim small moving target particularly in a heavy clutter environment is a theoretical and technological challenge for diverse tracking systems. The different spatial-temporal characteristics presenting in sequence scans are utilized to recognize target and initialize track in this paper. In spatial domain, the small target mapped in the image is a uniform gray spot other than pixel-sized object with high congregated degree, whereas, the false alarm is independent, irrelative and lower congregated degree. In temporal domain, the target’s trajectory projected on image sequence is continuous for the continuity of target motion and will appear in the neighborhood at consecutive instants with the maximum probability, on the contrary, the false alarm is disorderly, and occurs in the neighborhood at consecutive instants is impossible. Based on the spatial-temporal characteristics mentioned above, a track initiation algorithm for dim small moving target based on spatial-temporal hypothesis testing, which consists of neighborhood clustering and trajectory continuity, is derived and analyzed in detail. The theory analysis and experimental results show that this method could effectively initialize the track for dim small moving target in heavy clutter environment.     

自适应时空正则的无人机目标跟踪算法

针对无人机跟踪场景中目标分辨率较低且易受无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)飞行姿态、速度变化等因素的影 响而难以对目标进行鲁棒跟踪的问题,提出了一种自适应时空正则的无人机目标跟踪算法以 有效解决上述问题。在时空正则相关滤波器(spatial temporal regularized correlation filter,STRCF)算法基础上引入AutoTrack中的空间正则性代价并利用峰值 旁瓣比和局部响应变化量,在线动态更新时空正则化参数以提升跟踪器的准确性,通过在跟踪 器中嵌入遮挡处理模块解决目标遭遮挡后跟踪漂移的问题。在多个无人机基准数据集上进行 了测试,实验结果表明,与基准算法AutoTrack相比,本文算法具有更高的精确度和更快的 处理速度。其中在DTB70数据集上跟踪精度和速度分别提升了1.5% 和74.4%;在UAVDT 数据集上9个属性的分类对比中,本文算法在尺度变化(scale variation,SV)、目标模糊(object blur,OB)等7个属 性上取得较高的性能,均排在第一位。由此可见本文算法可以更好地满足无人机应用需求。     

基于时空域滤波的红外弱小目标背景抑制

在红外成像探测系统中,对红外图像背景进行有效的抑制是准确检测出弱小目标的前提条件.基于目标在空域局部灰度稳定和时域运动连续的约束,提出了一种基于时空域滤波的红外弱小目标背景抑制新方法.首先,利用引导滤波保存图像细节和时域偏微分方程提取图像中突变区域的优势,实现对图像空域与时域中平稳和强起伏不同特征复杂背景进行抑制处理;然后,将时空域背景抑制结果利用相与操作算子处理完成对高度类似弱小目标信号的剔除;最后,为恢复前期抑制结果中丢失的目标信息,利用时空域融合结果作为引导图像进行进一步优化处理,得到最终背景抑制结果.仿真实验采用两组低信杂比运动弱小目标红外图像序列进行方法验证,并将该方法与几种背景抑制方法进行了比较,实验结果表明:该方法无论从主观视觉还是客观评价指标上均优于其他几种方法.     

基于均值漂移和粒子滤波的红外目标跟踪

为了提高红外目标跟踪的准确性和稳健性,提出了基于均值漂移(mean shift)和粒子滤波(PF)相结合的红外目标跟踪方法.在PF理论框架下,使用均值漂移为一种迭代模式寻找过程,对随机粒子样本进行重新分配,使粒子向目标状态的最大后验核密度估计方向移动,在均值漂移迭代过程中对样本权值进行更新.红外目标的状态后验概率分布用重新分配的加权随机样本集表示,对随机样本集使用PF算法实现红外目标运动的跟踪.实验结果表明,和一般PF和均值漂移相比,本文方法具有优越性和更强的稳健性.     

引入显著特征空间的抗遮挡红外目标跟踪

针对红外目标跟踪过程中目标纹理信息缺乏,与背景灰度呈现强耦合性,特别是在遮挡情况下目标特征信息链断裂,特征信息无法延续的实际跟踪问题,提出了基于显著特征空间的抗遮挡跟踪算法。首先通过分析红外目标特性,利用多尺度显著性、对比度和信息熵等信息生成显著特征向量空间,结合超像素特征距离和空间距离对区域进行聚类融合,突出目标区域,生成显著图。然后融合显著区域和原图,生成多个目标候选区作为跟踪算法输入。最后通过目标的空间分布场矩阵对全局的候选区域进行匹配,同时建立遮挡检测机制,基于显著区连通区变化和特征相似度变化曲线对遮挡的起始进行判断,结合遮挡判定设置模型更新策略。在不同红外测试集上的实验结果表明:所提算法在遮挡情况下也能达到较好的跟踪效果,有效增强了跟踪算法的鲁棒性。     

基于非下采样Contourlet变换的红外小目标检测方法

对存在背景干扰和噪声情况下的红外小目标检测方法进行了分析,提出了一种时空结合的红外小目标检测算法.首先根据背景图像变化较慢的特点,运用相邻帧相减以减少背景和噪声的干扰,接着对残差图像进行非下采样Contourlet变换,利用非下采样Contourle分解后子图像的特性抑制剩余的背景并消除噪声,提高了目标信噪比,最后通过...     

一种改进的红外弱小目标快速检测方法

针对复杂背景下红外弱小目标检测率低、目标跟踪困难的问题,提出一种改进的红外弱小目标快速检测方法。该方法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估计得到整个图像序列像素得分,图像中像素信噪比高的被标记为目标像素,再对标记过的图像进行分块分析,最终准确提取出连续图像序列中的目标像素。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。