專利名稱：一種單幀紅外圖像弱小目標檢測和定位方法
技術領域：
本發明涉及一種單幀紅外圖像弱小目標檢測和定位方法，可以應用于復雜背景下的單幀紅外圖像弱小目標檢測和定位。
背景技術：
復雜背景下單幀紅外圖像的弱小目標檢測和定位是紅外捜索與跟蹤系統等領域的一項關鍵技木，也一直是該領域的研究熱點和難點。受紅外傳感器技木、大氣輻射、作用距離和探測器噪聲等因素的影響，紅外圖像的對比度和信噪比都很低，加之遠距離目標的成像面積較小，目標的成像面積僅為幾個像素到幾十個像素，在視場中表現為孤點或斑點，基本上無形狀和紋理特征可以利用。因而，傳統的基于目標大小、形狀及特征的檢測方法無法得到良好的檢測和定位效果。
目前已有的紅外圖像弱小目標檢測方法，概括起來可以分為基于時間域的檢測方法、基于空間域的檢測方法和基于變換域的檢測方法三大類。基于時間域的檢測方法主要包括圖像熵差法、基于序列圖像檢測法和基于面模型的匹配濾波法等。但是，基于時間域的檢測方法需要用到不同時間采集的多幀圖像，且圖像序列必須配準，不適用于單幀圖像的目標檢測。基于空間域的檢測方法主要利用小目標亮度高于其鄰域背景，且與背景不相關的特性，直接在空間域對圖像進行處理，其代表方法主要包括中值濾波法、ニ維最小均方誤差法和偏微分方程法。然而，在低信噪比且具有復雜背景的紅外弱小目標圖像中，目標和背景的空間灰度分布非常接近，導致傳統的基于空間域的檢測方法難以準確地區分目標和背景，從而無法取得較好的檢測效果。基于變換域的檢測方法主要包括頻域高通濾波法和基于小波變換的檢測方法，該類方法對圖像數據具有更為精細的分析能力，但存在運算復雜的缺點，不利于硬件系統實現。
發明內容
要解決的技術問題為了避免現有技術的不足之處，本發明提出一種單幀紅外圖像弱小目標檢測和定位方法，基于形態學帶通濾波和尺度空間理論的單幀紅外圖像弱小目標檢測和定位方法，可以自動地從低信噪比且具有復雜背景的單幀紅外圖像中檢測并定位出弱小目標，具有很高的檢測精度和較低的虛警率。技術方案一種單幀紅外圖像弱小目標檢測和定位方法，其特征在于步驟如下步驟I預處理采用加權平均法對輸入紅外圖像的RGB三個分量進行加權平均得到灰度圖像，然后利用灰度線性變換函數將灰度圖像的灰度范圍映射到[Imin，IfflaJ的灰度區間，得到預處理后的圖像I;其中加權平均法計算公式為f (X，y) = O. 3R (X，y) +0. 59G (x, y) +0. I IB (x, y)，f (X，y)為加權平均法得到的灰度圖像在像素點(X，y)的灰度值，R(x, y)、G (x, y)和B(x, y)分別為輸入紅外圖像在像素點(x，y)的RGB三個分量值；灰度線性變換函數為
權利要求
1. 一種單幀紅外圖像弱小目標檢測和定位方法，其特征在于步驟如下 步驟I預處理采用加權平均法對輸入紅外圖像的RGB三個分量進行加權平均得到灰度圖像，然后利用灰度線性變換函數將灰度圖像的灰度范圍映射到[Imin，IfflaJ的灰度區間，得到預處理后的圖像I ; 其中加權平均法計算公式為 f (X，y) = O. 3R (X，y) +0. 59G (x, y) +0. I IB (x, y)，f (X，y)為加權平均法得到的灰度圖像在像素點(X，y)的灰度值，R(x, y)、G (x, y)和B(x, y)分別為輸入紅外圖像在像素點(x，y)的RGB三個分量值；灰度線性變換函數為
全文摘要
本發明涉及一種基于形態學帶通濾波和尺度空間理論的單幀紅外圖像弱小目標檢測和定位方法。基本思想是首先對預處理后的紅外圖像進行形態學帶通濾波，檢測出紅外弱小目標的潛在區域；然后利用DoG算子對預處理后的紅外圖像進行多尺度空間變換，并在目標的潛在區域通過尺度空間的極大值檢測獲得候選目標的位置和尺度；最后通過對候選目標的信雜比進行閾值化實現紅外弱小目標的精確檢測和定位。利用本發明方法，可以從復雜背景下的單幀紅外圖像中檢測并定位出弱小目標。本發明具有很高的檢測精度和較低的虛警率，同時具有較小的運算量，利于硬件系統實現。
文檔編號G06K9/32GK102819740SQ20121024921
公開日2012年12月12日 申請日期2012年7月18日 優先權日2012年7月18日
發明者韓軍偉, 程塨, 郭雷, 周培誠, 錢曉亮, 姚西文 申請人:西北工業大學