红外小目标检测关键技术研究

admin · 发表于 2022-9-15 19:51:49

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红外小目标检测是红外预警和红外自动寻的系统中关键技术之一。近年来，随着隐身技术的飞速发展，红外小目标检测技术在远距离运动目标探测领域发挥着越来越重要的作用，并且已经成为国内外的研究热点。典型的红外背景包括：天空背景、海天背景、海面背景、地面背景等。太阳光的辐射、海杂波、大面积的云层以及地面建筑物等都会使成像背景变得复杂，复杂的背景给小目标检测带来了很大的困难。本文受航天科学基金项目“复杂背景下红外背景抑制与弱目标识别”和航天支撑技术基金项目“红外目标图像质量评价技术”的支持，主要研究红外小目标检测中的关键技术，取得了以下创新。(1) 红外背景杂波量化方法背景杂波是影响红外小目标检测的重要因素。本文分析了传统背景杂波描述算子的缺点，融合了4种传统背景杂波描述算子，提出了一种基于支持向量机和层次分析法的背景杂波量化方法。(2) 红外背景抑制算法首先分析了小目标的特性，讨论了“目标在局部区域为极值信号”这一假设成立的条件，并在此基础上采用D-S证据理论计算最佳滤波尺寸；在最佳滤波尺寸下，根据保护带的思想提出了一种背景抑制方法。(3) 红外小目标相对特性描述方法单帧图像预检测是基于“跟踪前检测”（Detect Before Track，DBT）框架的红外小目标检测算法的关键性步骤，而预检测的关键在于如何准确地描述目标与背景的相对特性。不同背景中目标相对特性的差异造成很难采用一个统一的算子描述目标的特性。本文分析了传统目标特性描述的不足，提出了一个新的概念：“红外小目标可辨识度”，并提出了“红外小目标可辨识度”的归一化量化方法。(4) 基于红外小目标相对特性描述方法的红外小目标检测算法“红外小目标可辨识度”是一个描述红外小目标相对特性的有效算子。本文通过大量实验，提出了“红外小目标可辨识度”阈值滤波函数。实验结果证明“红外小目标可辨识度”阈值滤波函数能够有效地进行单帧图像中的红外小目标预检测。结合本文提出的红外背景抑制算法和背景偏差加权管道滤波算法，最终完成了图像序列中红外运动小目标的检测。本文还将红外小目标检测技术应用于载人航天领域。在航天器交会对接过程中，目标标志器在远场图像中也呈现出红外小目标的特点。本文基于红外小目标检测技术提出了一种目标标志器的远场自动捕获算法。

红外小目标检测关键技术研究

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