基于天空場景感知的擴展目標(biāo)檢測技術(shù)研究.pdf

1、近年來隨著光電探測能力的增強、作用距離的提高以及智能化的提升，靶場光電跟蹤系統(tǒng)在航天器發(fā)射、武器試驗、空間目標(biāo)監(jiān)視等軍事化任務(wù)中發(fā)揮越來越重要的作用。目標(biāo)檢測技術(shù)是靶場跟蹤系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，目標(biāo)檢測的好壞決定了光電跟蹤系統(tǒng)總體性能的發(fā)揮，并且直接影響獲取被測目標(biāo)數(shù)據(jù)的質(zhì)量。目前，大量外場試驗表明當(dāng)前光電跟蹤系統(tǒng)的目標(biāo)檢測技術(shù)還存在著對天氣條件過于依賴的缺陷，在陰天、霧天等極端天氣造成光電成像目標(biāo)低對比度，云層背景疑似目標(biāo)的干擾或目標(biāo)遮

2、擋，給目標(biāo)的精確檢測帶來了很大困難。
　　針對復(fù)雜動態(tài)天空場景，本文提出了一種基于天空場景感知的擴展目標(biāo)檢測方法，即依據(jù)場景特征信息感知天空背景類型，并智能化選擇適用的目標(biāo)精確檢測算法，主要涵蓋了場景感知和目標(biāo)檢測技術(shù)兩項研究重點：
　　①場景感知是依據(jù)視覺場景的特征信息感知場景類型，是銜接圖像多模技術(shù)和運動目標(biāo)智能化精確檢測與穩(wěn)定跟蹤的重要技術(shù)，也是本課題的研究關(guān)鍵與創(chuàng)新之處。本文突破現(xiàn)有場景分類方法將目標(biāo)視為干擾而降低場

3、景感知效率，提出了基于多核學(xué)習(xí)的天空背景感知分類的方法。首先，飛行目標(biāo)具有結(jié)構(gòu)化剛體特性，天空背景僅具有不規(guī)則紋理特性，采用角點檢測算法分析動態(tài)天空場景，并定位目標(biāo)和背景區(qū)域；然后，分別在背景區(qū)域提取紋理和功率譜特征，在目標(biāo)區(qū)域提取對比度和銳度特征；最后，利用多核學(xué)習(xí)方法將目標(biāo)和背景特征線性融合感知天空背景類型。試驗數(shù)據(jù)表明，目標(biāo)屬性是感知天空背景類型的顯著特征，尤其能明顯改善背景均勻、特征相似的天空場景感知分類正確率，提升了天空場景感

4、知性能和適應(yīng)能力。
　?、谀繕?biāo)精確檢測是將目標(biāo)從背景區(qū)域中分出來，捕獲運動目標(biāo)的精確輪廓和位置信息。因背景會隨運動目標(biāo)場景與時間的不同而切換，本文采用了圖像多模檢測技術(shù)，即依據(jù)天空背景感知類型選擇適用的飛行目標(biāo)檢測算法。晴天背景下采用邊緣檢測與數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)方法來完整性提取目標(biāo)輪廓和位置信息；陰天背景下選擇基于低對比度增強的擴展目標(biāo)檢測方法；霧天背景下采用基于圖像去霧的擴展目標(biāo)檢測方法；云層背景依據(jù)目標(biāo)角點數(shù)量判定目標(biāo)遮擋狀態(tài)，目標(biāo)未

5、遮擋采用基于目標(biāo)區(qū)域的擴展目標(biāo)檢測方法，目標(biāo)部分遮擋選擇基于模板匹配的擴展目標(biāo)檢測方法，目標(biāo)完全遮擋提出基于相鄰多幀位置預(yù)測的擴展目標(biāo)檢測方法。試驗數(shù)據(jù)表明，本文方法在晴天、陰天、霧天和云層背景下均可完整性的提取目標(biāo)的完整輪廓。
　　本文提出了一種基于天空場景感知的擴展目標(biāo)檢測的方法，克服了單一目標(biāo)檢測算法僅適用于局部場景的缺陷，具有自適應(yīng)能力強和目標(biāo)檢測精確度高的優(yōu)點，是解決復(fù)雜動態(tài)天空背景下擴展目標(biāo)精確識別與穩(wěn)定跟蹤的關(guān)鍵底層