New Approach in Processing of the Infrared Image Sequence for Moving Dim Point Targets Detection

The development of an efficient moving target detection algorithm in IR-image sequence is considered one of the most critical research fields in modern IRST (Infrared Search and Track) systems, especially when dealing with moving dim point targets. In this paper we propose a new approach in processing of the Infrared image sequence for moving dim point targets detection built on the transformation of the IR-image sequence into 4-vectors for each frame in the sequence. The results of testing the proposed approach on a set of frames having a simple single pixel target performing a different motion patterns show the validity of the approach for detecting the motion, with simplicity in calculation and low time consumption.

基于形态学的海面背景红外点目标检测方法

采用行均值相减方法抑制温度场的非线性影响,校正红外图像模糊,增强点目标;利用Top-Hat算子形态滤波,抑制背景并保留高亮区;选择结构元素进行腐蚀和膨胀运算,去除虚警点获得目标候选点;搜索局部极大值,确定阈值并结合图像帧间的相关性分离出目标。实验表明,该方法能检测出低信噪比复杂海面背景中的红外点目标。

红外背景抑制与点目标分割检测算法研究

针对红外点目标检测问题,采用图像灰度同本行均值相减方法抑制温度场的非线性影响;利用Top-Hat算子形态滤波,抑制背景和增强目标;通过比较预处理后的不同背景下红外图像直方图特点,确定分割阈值;最后进行目标二值化分割,得到包含较少虚警点的点目标分割图像。实验证明,该方法较好地解决了不同红外背景下低信噪比红外点目标的分割检测问题。

基于热物理仿真分析的红外点目标特征提取与识别

根据弹道中段空间目标和诱饵的表面温度分布规律，从热物理的角度分析了目标和诱饵的红外光谱辐射特性，指出了弹道中段目标和诱饵红外辐射特性的本质差别，并据此提出了红外目标识别中的特征基函数，用特征基函数构造红外点目标识别的四维特征矢量。仿真实验表明，这一特征矢量用于红外点目标识别非常成功。

空中红外运动点目标检测算法

针对空中红外点目标的特性,提出了一种检测算法。首先,对图像进行高通滤波预处理,增强目标与背景的对比度。增强后的相邻帧图像做差分运算以进行目标的粗检测,提取出候选目标区域;其次,对原图像或预处理后的图像在候选区域内进行自适应分割,检测出点目标;最后,根据目标像素在序列图像中运动的连续性排除噪声干扰,从而准确地检测出真实目标。通过对红外图像序列进行实验,证实了算法的有效性。

基于空间匹配滤波的红外背景抑制技术

低信噪比条件下点目标的检测性能在很大程度上依赖于对红外背景杂波的抑制情况。针对红外背景杂波的统计特性 ,提出了一种改进型的空间匹配滤波算法。原理分析与实验结果表明 ,这是一种易于硬件实现 ,能有效抑制强起伏背景杂波的线性滤波方法。

三级管道流水线算法实现红外点目标跟踪

针对海空复杂背景下舰载光电跟踪仪的红外点目标检测跟踪问题,本文研究了一种基于三级流水管道的点目标轨迹检测与跟踪算法。该算法针对由光电跟踪仪实际拍摄的红外图像的二值分割图,利用第一、二级流水管道,完成对二值图像的二阶相关,实现更为有效的滤波除噪。利用第三级基于"或运算"的目标检测管道搜索目标点和进行目标点的准确定位,从而实现了从序列图像中可靠检测和跟踪点目标的目的。本文采用舰载光电跟踪仪实拍的红外图像,进行了实际的工程验证。结果说明,工程验证的结果与实验仿真结果相吻合,算法是可行的。

基于运动方向估计的管道滤波算法

管道滤波算法提出了从时域角度解决弱小目标检测问题的思路,对于红外强起伏天空背景中弱点目标的检测问题,管道内强噪音的干扰以及低信噪比的条件会导致检测概率降低的情况出现.本文提出了一种运动方向估计的管道滤波算法,分析了红外弱点目标的运动特性,依据弱点目标在相邻帧间位置具有连贯性的特征,建立了弱点目标的运动方向估计模型.在模型中利用弱点目标逐帧检测的先验位置信息,估计弱点目标的运动方向和轨迹,根据估计结果去除管道内噪音对弱点目标的干扰.仿真结果表明,该方法能够很好地抑制管道内噪音的影响,提高弱点目标的检测概率,增强弱点目标抗管道内噪音干扰的能力.

复杂背景下红外点目标探测概率估算

红外成像系统对点目标的探测概率在实际应用中往往受到复杂背景的极大影响,而现有的计算方法并不能适用于复杂背景下的探测概率估算.首先从红外成像系统对点目标的作用距离模型出发,分析了探测概率与信噪比、作用距离的关系,推导出单一背景下红外点目标的探测概率估算方法;然后,利用红外成像系统的亮度-灰度函数,通过背景的红外图像灰度信息计算得到其红外辐射亮度;最后,引入概率统计的思想对单一背景下探测概率的估算方法进行了改进,提出了复杂背景下红外点目标探测概率的估算方法.实验结果表明:该估算方法可以有效评估实际应用中典型复杂背景对红外成像系统的点目标探测概率的影响.

采用尺度空间特征点匹配的红外目标跟踪

针对红外图像信噪比低,对比度不高,目标跟踪困难等复杂情况,提出了一种基于尺度空间特征点匹配的红外目标跟踪算法。设计出一种基于尺度因子变化的高斯卷积模板尺寸自适应调整以及连续帧目标区域双向配准的办法,前帧目标区域特征点匹配出后续帧目标区域特征点,以后者特征点集质心坐标去建立目标跟踪搜索窗,完成在视觉效果差的背景下的红外目标跟踪。实验表明,基于尺度空间特征点匹配的红外目标跟踪算法鲁棒性强,实时性高,能快速而有效地完成对红外目标跟踪。

一种基于局部加权非参数回归估计的杂波抑制技术

在含有点状运动目标的红外图像序列情况下,研究了一种基于局部加权回归分析的杂波估计技术,给出了此类估计器性能分析及其加权系数选择要求,并设计了一种加权函数。杂波抑制后,残留噪声的高斯性和独立性通过Kendall秩相关法和计算Friedman统计量的方法来进行了验证,其结果表明:本文所提出的加权函数综合性能优于同类文献中常出现的Uni-form和Epanechnikov加权函数。

红外探测系统三重相关峰值检测技术研究

将三重相关峰值检测技术用于对红外探测系统亚像元或点目标图像的信号处理．研究表明，该技术在峰值信噪比为０．８、功率信噪比为－９．７３ｄＢ时可获得的信噪比改善约为２３ｄＢ．提出了一种可供实用的三重相关的二维图形表示法，该方法在峰值信噪比低至０．４８、功率信噪比低至－１４．２ｄＢ时仍可以从噪声中有效地提取点目标信号的幅度信息．

最优分布变换与微弱点状动目标检测技术

研究了微弱点状动目标序列图像观测模型、目标检测模型和最优分布以及最优分布变换。提出了一种基于准优分布变换的微弱点状动目标检测技术。经过变换 ,未知统计分布变为准高斯分布 ,提高了信噪比 ,改造了分布形状 ,获得了有利分布。并将时空三维搜索简化为沿时间轴投影与二维空域搜索 ,实现了一种快速算法。PC仿真结果与国内外相应文献比较 ,在信噪比、检测概率与虚警概率方面具有更好的性能 ,且算法的实时性好。

红外诱饵对点目标图像辐射特性干扰分析

当目标在红外成像焦平面上呈现为点目标时,投放红外干扰弹能够有效的实现对红外导弹的干扰。建立了点目标图像辐照度高斯模型和点目标图像红外辐射功率计算模型。在研究红外干扰弹对目标特征长度和红外辐射能量等效中心辐射强度的干扰基础上,分析了红外干扰弹对点目标图像辐射特性的干扰。最后,给出了干扰弹与目标距离、干扰弹辐射强度、面积与点目标图像辐射强度中心功率的关系,得到了红外干扰弹对点目标图像辐射特性干扰图像仿真结果。

红外系统对点源目标作用距离的优化计算

作用距离是红外系统核心性能指标之一,受大气、背景等多方面因素的影响。针对传统作用距离计算方法存在的局限,综合考虑多个影响因素,提出了一种优化计算方法,首次精确计算了作用距离与实际距离之差的大气衰减值,并对计算方法进行了验证。结果表明,优化计算方法具有较好的计算精度,可用于红外系统性能预测和整体设计。

双目视觉的弱点动目标粒子滤波跟踪定位研究

在研究红外图像序列的弱点动目标粒子滤波跟踪算法和双目立体视觉摄像机标定算法的基础上,基于双目视觉设计了双目图像序列弱点动目标的跟踪、空间定位系统。仿真实验表明:对粒子基于估计参数后的密度函数分配权重的算法,提高了图像跟踪精度,采用线性三角定位方法,有效地实现目标空间定位。

室温锑化铟在探测器阵列靶中应用问题研究

锑化铟探测器阵列靶是红外激光光斑测量的重要仪器。仪器中的光导型锑化铟探测器对温度比较敏感,这容易使后级信号处理电路的静态工作点出现温度漂移现象,影响阵列靶探测精度。针对这一情况,设计了一个可以根据环境温度实时调整静态工作点的系统,有效地解决由于探测器静态阻值随温度变化而引起的静态工作点的漂移问题,为室温锑化铟红外探测器在各种环境下的应用提供了一套有效的解决方案。

基于加权系数自适应选择的背景杂波抑制技术研究

含有点状运动目标的红外图像情况下,本文研究了一种以最小自适应空域局部加权估计误差使全局估计误差为最小的图像背景(杂波)估计技术,给出了此类估计器性能分析和加权函数的自适应选择算法.另外,杂波抑制后,残留噪声的高斯性和独立性通过Kendall秩相关法和计算Friedman统计量的方法来进行了验证,其结果表明自适应选择的Uniform或Gabor加权系数综合性能优于同类文献中经常被单独使用的Uniform加权函数.

一种新的红外弱小目标检测与跟踪算法

针对低信噪比下红外序列图像中弱小目标的检测与跟踪问题,提出了一种新的基于双边滤波的方法。首先将传统的二维双边滤波扩展为空-时三维双边滤波,由于同时利用了红外序列的空域信息和时域信息,该三维双边滤波能在抑制噪声的同时增强目标和背景之间的对比度。用其实现红外图像的预处理,再用门限分割检测出红外序列中的弱小目标。同时,用序贯蒙特卡洛方法对检测到的弱小目标进行跟踪。实验中,用实际红外序列图像对算法进行了验证,结果表明,在低信噪比下,所提算法能对红外弱小目标进行实时检测和跟踪。

红外系统探测巡航导弹的方法研究

从国外红外探测系统在巡航导弹探测以及应用方面的现状出发，分析了巡航导弹的红外特性和远距离条件下的成像特征，估算了红外探测系统对点目标作用距离。提出用并行差分滤波器去除背景，用逻辑与剔除噪声，甩递归方法累积目标轨迹的算法。实验结果与分析表明基于差分基础上的逻辑与方法对速率〉0．2像素／帧的目标具有较好的检测效果。