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红外图像中弱小目标检测技术研究

本论文课题来源于国家自然科学基金项目“基于背景预测的红外弱小目标检测技术”(60007007)。红外图像中的弱小目标检测技术在军事领域已成为成像制导、告警系统的核心技术。本文从图像处理方法的角度对红外图像中弱小目标的检测进行了研究,分析了噪声、背景和目标的图像特征。在单帧图像和序列图像目标检测方面提出了基于背景预测的检测方法,最大化背景预测方法、最相似背景预测方法、位移式管道滤波方法、基于亚象元分析的目标运动特征算法和目标对比度相似性的帧间目标检测方法。以上算法无论在理论研究还是实际应用方面都具有重要价值。在检测效果评估方面首次推导了检测概率、虚警概率与信噪比、对比度和检测门限之间的关系。 所有的分析都结合了实际的红外图像进行仿真实验,并从实验结果验证了各种算法的优异特性和各种结论。  (本文共90页) 本文目录 | 阅读全文>>

电子科技大学
电子科技大学

复杂环境下红外弱小目标检测方法研究

复杂环境下红外弱小目标检测技术是红外搜索系统中的关键技术之一。随着隐身技术的广泛应用,远距离红外弱小目标检测越来越受到军事部门的重视,成为研究的热点。红外背景复杂多变,天空和云层的辐射、海杂波以及地面建筑物都会使背景变得复杂,给红外弱小目标的检测带来很大的困难。因此,寻求高性能的红外目标检测算法尤为重要,它直接决定着红外远程预警的准确性及其打击目标的精确性。本文的主要研究内容及贡献如下:(1)首先对红外图像中背景杂波的产生机理进行分析,讨论了红外背景的物理特性,并在此基础上通过数学方法对红外背景杂波进行量化,通过数字来描述红外背景的复杂程度。(2)主要研究了红外背景抑制算法。在分析了红外弱小目标图像的成像特点的同时,对传统背景抑制算法,如高通滤波、灰度形态学、背景预测进行了讨论与仿真。并在此基础上提出了一种基于自适应侧抑制网络的背景抑制方法。并通过具体数据证明了该方法能有效抑制图像背景、突出目标。(3)本文建立了改进的侧抑制网络...  (本文共75页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所)
中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所)

红外图像中弱小多目标自动检测技术研究

红外测量系统已越来越多的应用在靶场测量领域,准确判读红外图像中弱小多目标的脱靶量是现代靶场光测设备的重要组成部分。在高速图像记录系统中,为了实现快速报靶,需要从大数据量的红外图像序列中找到含有目标的图像序列段并运用合适的图像处理方法处理图像,进而精确判读每个目标的脱靶量,其中的关键步骤就是弱小多目标的检测问题。本文首先讨论了红外弱小多目标的定义及特点,分析了目标、背景和噪声的图像特征及红外图像模型。在单帧图像和序列图像目标检测方面介绍了几种效果较好的背景抑制方法,如中值滤波法、高提升滤波法、形态学Top-hat处理方法等,并且通过仿真实验证明了上述几种方法对图像增强有较好的效果。提出了基于Contrast box filter的检测方法,用一个回形窗口和对比度阈值分割图像。实验证明该方法简单实用,对天空背景下低信噪比的红外弱小多目标图像序列能够有效的分割,抑制噪声干扰,有效提高了目标的检测效率。同时讨论了基于直方图的分割方法和基...  (本文共76页) 本文目录 | 阅读全文>>

西北工业大学
西北工业大学

空中红外弱小目标检测方法研究

红外弱小目标检测技术是红外成像制导中的关键技术之一,在民用方面应用也很广泛,如天文观测、粒子碰撞、森林预警以及遥感等,因此,对其检测具有很强的学术和工程应用价值。由于在红外弱小目标图像中大部分是缓慢变化的背景,因而,从背景出发对目标进行检测显得更有意义。但当背景起伏较大时,基于背景预测的弱小目标检测方法的检测性能会受到影响。本文对基于背景预测的红外弱小目标检测方法进行了深入研究,针对空中红外弱小目标检测提出了两种新的背景预测方法,分别是新的基于边缘区域亮暗点分类的背景预测方法和基于边缘区域的多尺度邻域背景预测方法。仿真结果表明,本文提出的背景预测方法与现有的背景预测方法相比较,能够更好的抑制背景、突出目标,更有利于弱小目标的检测。针对红外运动弱小目标,本文提出了基于邻域判决的红外运动弱小目标检测方法。仿真结果表明,本文所提出的检测方法计算简单,易于实时实现,能够有效、可靠地从红外序列图像中检测出弱小目标。  (本文共83页) 本文目录 | 阅读全文>>

西安电子科技大学
西安电子科技大学

红外弱小目标检测技术研究

作为红外自寻的制导、搜索跟踪和预警等领域的一项关键技术,红外弱小目标检测成为了红外图像处理领域中一项历史悠久且又充满活力的研究课题。对于实际的武器系统而言,如何充分发挥红外目标检测技术的优势,提高目标的检测能力,尽早获取来袭目标的相关信息对于提高武器系统的性能具有重要的意义。对于远距离目标,其成像面积小,辐射能量弱,且易遭受强噪声和背景杂波的影响。因此,如何实现低信噪比条件下红外弱小目标的可靠检测成为了一项更具实际意义和挑战性的研究课题。本文针对复杂背景下的红外弱小目标检测问题,以模糊推理、高阶统计量分析、瞬态信号检测和检测前跟踪等理论为基础对红外弱小目标检测技术进行了深入地研究,取得的主要研究成果如下:(1)为了获得更好的检测性能,本文在图像差分检测法的基础上提出了一种基于模糊推理的检测新算法,该算法利用模糊推理融合多帧图像中的目标信息,通过设定的推理规则实现目标的“软判决”。该算法克服了差分法检测存在的门限难确定和“硬”判决...  (本文共124页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京航空航天大学
南京航空航天大学

红外弱小目标检测与跟踪技术研究

随着红外成像技术的不断发展以及现代战争的需要,红外图像中弱小目标的检测与跟踪技术已成为当今世界红外精确制导研究中的主流方向。弱小目标的检测与跟踪性能的好坏将直接决定制导系统的有效作用距离和设备的复杂程度,它在红外成像制导系统中发挥着举足轻重的作用。本文对红外弱小目标检测与跟踪中图像预处理、目标检测和目标跟踪三个主要技术环节进行了系统的研究。首先,从时域、空域、频域滤波等方面分析了目前较为常用的图像预处理方法,在此基础上引入视觉注意机制,提出了一种全新的基于视觉显著性特点的图像预处理算法。算法通过对图像中对象的灰度显著性分析,快速搜索整个输入图像以得到感兴趣的候选目标集合。实验表明,新算法能够有效抑制红外图像背景,且与大部分空域算法不同,算法不需要进行背景预测,不依赖于目标的先验知识,因而适用范围更广。其次,针对传统单帧检测算法检测概率低、算法鲁棒性差、实时性差的问题,提出了一种基于多方向复合窗结构的单帧检测算法。该算法对红外图像...  (本文共79页) 本文目录 | 阅读全文>>