低信噪比紅外弱小運(yùn)動(dòng)目標(biāo)先跟蹤后檢測(cè)（TBD）的檢測(cè)方法研究.pdf

1、十幾年來(lái),紅外低信噪比小目標(biāo)檢測(cè)問(wèn)題一直是紅外圖象領(lǐng)域的研究熱點(diǎn).研究低信噪比圖象中小目標(biāo)的實(shí)時(shí)檢測(cè)算法,可以在現(xiàn)代高科技戰(zhàn)爭(zhēng)中取得優(yōu)勢(shì),擴(kuò)展各種傳感器的作用距離,盡可能早的發(fā)現(xiàn)目標(biāo)、捕捉目標(biāo).低信噪比小目標(biāo)檢測(cè)困難在于:目標(biāo)信噪比低,無(wú)紋理特征可以利用,供可靠檢測(cè)目標(biāo)的信息太少,那些以單幀檢測(cè)為基礎(chǔ)的先檢測(cè)后跟蹤(DBT)的檢測(cè)方法的性能將難以保證,只有依靠序列圖象的三維信息來(lái)提取目標(biāo),這就是先跟蹤后檢測(cè)的小目標(biāo)檢測(cè)思想(TBD).作

2、者在參與基于先檢測(cè)后跟蹤小目標(biāo)檢測(cè)算法的紅外成像跟蹤系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)的基礎(chǔ)上,針對(duì)未來(lái)背景制導(dǎo)技術(shù)要求,開(kāi)展了對(duì)先跟蹤后檢測(cè)算法的研究.紅外圖象理想目標(biāo)背景模型是先跟蹤后檢測(cè)算法的理論基礎(chǔ),然而實(shí)際的紅外場(chǎng)景卻與之相差甚遠(yuǎn),只有通過(guò)原始圖象預(yù)處理減少兩者之間的差距,因此預(yù)處理算法是紅外小目標(biāo)檢測(cè)系統(tǒng)的一個(gè)重要環(huán)節(jié).它的目的是為了抑制各幀圖象中的背景噪聲,削弱其對(duì)紅外弱目標(biāo)的影響,提高信噪比,減少后續(xù)處理的計(jì)算量.本文詳細(xì)介紹了三種預(yù)處理方法

3、,分別為高通濾波、自適應(yīng)濾波和形態(tài)學(xué)濾波,每種方法都有各自的優(yōu)缺點(diǎn),只有根據(jù)實(shí)際的場(chǎng)景和檢測(cè)需求來(lái)選擇.動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法和多級(jí)假設(shè)檢驗(yàn)算法都是先跟蹤后檢測(cè)思想的典型代表.動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法把最優(yōu)化原理同彈道積分原理結(jié)合起來(lái),將小目標(biāo)檢測(cè)問(wèn)題轉(zhuǎn)化成為在一系列軌跡中尋找灰度累加值最大的線路的問(wèn)題;多級(jí)假設(shè)檢驗(yàn)則是根據(jù)圖象信息和系統(tǒng)的要求得到的多級(jí)門(mén)限對(duì)形如"樹(shù)"一樣的軌跡進(jìn)行不斷修剪,目標(biāo)所在的樹(shù)枝將會(huì)保存下來(lái).本文詳細(xì)解析這兩種算法的同時(shí),通過(guò)實(shí)驗(yàn)

4、仿真證明了其確實(shí)具有準(zhǔn)確檢測(cè)小目標(biāo)的特性.但是對(duì)于DBT檢測(cè)算法很難解決的低信噪比小目標(biāo)問(wèn)題,先跟蹤后檢測(cè)算法是犧牲系統(tǒng)的計(jì)算量和存儲(chǔ)量來(lái)實(shí)現(xiàn)的.現(xiàn)有硬件水平尚未滿足TBD算法實(shí)時(shí)應(yīng)用的要求.因此,要將此種算法應(yīng)用于實(shí)際工程中還需要進(jìn)一步的改進(jìn).在本文的第五章,作者提出了一種改進(jìn)的動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法,在原有動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法的基礎(chǔ)上加入了多級(jí)假設(shè)檢驗(yàn)的多級(jí)門(mén)限判斷,實(shí)驗(yàn)證明,門(mén)限的加入不但沒(méi)有影響原有算法的正確性,還大大減少了整個(gè)檢測(cè)過(guò)程的計(jì)算量和