云背景下紅外序列圖像中弱小目標(biāo)檢測(cè)方法研究.pdf

1、在現(xiàn)代軍事領(lǐng)域，為了提高作戰(zhàn)效率，遠(yuǎn)距離打擊武器得到了很大的發(fā)展。對(duì)于遠(yuǎn)距離的敵方目標(biāo)，如果能夠?qū)崟r(shí)有效地檢測(cè)和跟蹤到它，便能隨時(shí)對(duì)該敵方目標(biāo)進(jìn)行打擊，這對(duì)于追求效率的現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)具有非常重要的意義。但是遠(yuǎn)距離的目標(biāo)表現(xiàn)為弱小的特征，因?yàn)槟繕?biāo)需要遠(yuǎn)距離傳輸，目標(biāo)的信號(hào)會(huì)被傳輸介質(zhì)吸收了很多，所以目標(biāo)信號(hào)強(qiáng)度變得很弱；因?yàn)榫嚯x遠(yuǎn)，所以能觀測(cè)到的目標(biāo)尺寸很小。尤其在遠(yuǎn)距離、背景復(fù)雜(如天空中的云背景等)的條件下，目標(biāo)會(huì)“隱身”在背景中，從而很難

2、實(shí)時(shí)有效的將弱小目標(biāo)分離出來。
　　紅外探測(cè)器對(duì)于遠(yuǎn)距離飛行的飛機(jī)或?qū)椀劝l(fā)射出來的紅外熱輻射有非常敏感的檢測(cè)能力，所以紅外檢測(cè)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代遠(yuǎn)距離打擊武器上。但是要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)的效果，光靠一些敏感的紅外敏感元件是不夠的，還需要來自圖像處理和信號(hào)處理方面的算法支持。本文針對(duì)天空中云背景下紅外序列圖像中弱小目標(biāo)的檢測(cè)方法進(jìn)行研究，這對(duì)于戰(zhàn)機(jī)的空中打擊、地對(duì)空防御系統(tǒng)和紅外制導(dǎo)等技術(shù)具有一定的價(jià)值。
　　首先，本論文從紅外

3、序列圖像的輻射源、空域灰度值的變化以及時(shí)域像素的灰度值變化三個(gè)方面，分析紅外弱小目標(biāo)的特性，這些特性的分析是后續(xù)工作的基礎(chǔ)。然后，本文介紹了兩種被普遍使用的基于空間濾波的去噪方法——均值濾波去噪和中值濾波去噪。通過觀察它們對(duì)本文研究的云背景下的紅外圖像進(jìn)行濾波去噪后的結(jié)果，分析它們的優(yōu)缺點(diǎn)。然后介紹了四種背景預(yù)測(cè)模板，通過比較四種背景預(yù)測(cè)模板的背景預(yù)測(cè)圖和殘差圖，確定了適用于本文研究對(duì)象的模板。然后介紹了三種時(shí)域?yàn)V波算法，通過對(duì)比三種時(shí)

4、域?yàn)V波方法對(duì)紅外圖像濾波后的結(jié)果圖以及結(jié)果圖的三維直方圖，來評(píng)價(jià)它們的檢測(cè)性能。然后針對(duì)時(shí)域?yàn)V波像素跟蹤量大的缺陷，本文把基于拉普拉斯算子的點(diǎn)目標(biāo)檢測(cè)方法應(yīng)用于本文的研究對(duì)象，得到了不錯(cuò)的檢測(cè)效果。然后在這種方法的基礎(chǔ)上，改進(jìn)了基于幀間運(yùn)動(dòng)目標(biāo)空間相關(guān)性的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)算法，減輕了該算法的復(fù)雜度。最后再結(jié)合基于時(shí)域相關(guān)性的目標(biāo)檢測(cè)方法，針對(duì)天空中云背景下紅外序列圖像中弱小目標(biāo)，提出一種改進(jìn)的空域時(shí)域聯(lián)合濾波的運(yùn)動(dòng)弱小目標(biāo)檢測(cè)方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果