基于MRF的自适应正则化红外背景杂波抑制算法

针对复杂背景下红外弱小目标检测难题,将背景杂波抑制归结为从原始红外弱小目标图像中重建目标数据的过程,据此提出了一种基于马尔可夫随机场模型(MRF)的自适应正则化滤波算法.该算法采用MRF,建立了红外弱小目标图像的先验概率模型,并根据图像的粗糙度设计了新的势函数.在此基础上,采用MRF对背景杂波抑制过程进行正则化处理,从而实现了对红外背景杂波的自适应各向异性抑制.理论分析与实验结果表明,该算法能够随图像局部纹理特征的变化自适应地调整滤波算子结构,从而可在复杂背景下自适应地抑制杂波、增强信号,有效地提高了图像的信噪比,且该算法结构简单,更易于硬件实时实现.     

基于自适应SUSAN各向异性扩散的红外弱小目标检测

针对复杂背景下红外弱小目标提取困难的问题,提出了一种自适应SUSAN各向异性扩散的红外弱小目标检测算法。该算法结合SUSAN边缘检测算子与各向异性扩散,形成新的扩散方程对红外图像进行背景预测,与原图像差分后实现弱小目标检测。为使算法具备自适应能力,提出SUSAN边缘检测器灰度差阈值的自适应设定方法,采用绝对偏差中值算子作为其扩散系数。实验结果表明,该算法能够有效滤除复杂图像背景,大幅提升信噪比,同时保留目标大小。     

基于RX算子的背景杂波抑制

红外图像复杂背景杂波抑制是红外监视告警系统发现远距离弱小目标的难题。文章根据红外图像中目标和背景杂波的特性,提出了一种将RX算子与非线性扩散方程相结合的弱小目标背景抑制新方法。该方法首先采用非线性扩散方程对图像进行多尺度分解,获得图像的多尺度特征,然后,根据目标和背景杂波信号系数在不同尺度之间的差异,通过应用RX算子进行处理,从而将红外图像中弱小目标和背景杂波分离,达到抑制背景的目的。实验结果显示,与二维最小均方误差滤波方法相比较,该方法能有效地检测出信杂比在1.6以上的目标。     

基于局部二元模式算子的红外弱小目标检测

文中针对在传统红外弱小目标检测中,需要进行背景抑制滤波所带来的图像性质改变和检测速度不理想的问题,提出了一种基于局部二元模式(local binary pattern,LBP)算子的红外弱小目标检测方法.该方法对传统LBP算子进行了改进,使其提取的LBP编码值可以有效地描述红外弱小目标的灰度分布特性,达到了在不进行背景抑制滤波的条件下有效检测弱小目标的目的.结合改进的LBP算子和红外弱小目标灰度的"尖峰"特征,建立了灰度自适应快速扫描机制,有效提高了检测速度,降低了重复告警的出现概率.通过实录红外图像序列检测实验,证明本文方法在检测性能和检测速度方面的有效性和优越性.     

空间自适应卷积核滤波红外弱小目标检测

为了减少复杂红外图像中平滑背景边缘的影响,将具有各向异性特性的PM扩散模型应用到红外弱小目标检测,提出了空间自适应卷积核滤波检测算法,并对扩散系数进行了优化。针对模型中扩散参数难以确定的问题,提出了一种利用Sobel边缘检测算子估计扩散参数的方法。滤波后采用信噪比(SNR,Signal Noise Ratio)和接受机工作特性(ROC,Receiver Operating Characteristic)曲线进行性能评价,实验结果表明,与PM扩散模型滤波和中值滤波相比,该算法有效抑制了边缘,大大提高了信噪比,提高了检测概率,降低了虚警概率,具有更好的性能。     

利用局部灰度特征分析实现红外弱小目标检测

提出了一种利用局部灰度特征分析进行红外弱小目标检测的新方法.该方法通过判断图像局部灰度包络曲面是否具备二维高斯函数曲面特征实现红外弱小目标检测,不需要进行传统的背景预测.设计了新的目标局部灰度特征提取方法和适合工程计算的自动目标检测算法.实验结果证明了算法参数选择策略的有效性,验证了算法对复杂背景边缘良好的杂波抑制能力...     

基于形态滤波的红外小目标检测方法

针对空背景下红外小目标图像信噪比低,背景和杂波干扰严重的特点,提出了一种基于数学形态学的红外小目标检测算法。算法首先利用灰度形态学Top2Hat变换,完成复杂空背景下的背景抑制和候选目标提取,然后通过开运算处理进一步去除虚假目标和噪声干扰,完成目标分割;最后结合管道滤波的方法,可快速检测出红外图像序列中的小目标信号。实验表明,该算法能够有效的提高图像信噪比,快速有效地检测出目标信号。     

基于二阶梯度的红外小目标检测方法

为了提高复杂背景下红外图像中弱小目标的检测概率同时降低虚警率,本文提出一种基于二阶梯度的红外弱小目标检测算法。首先基于小面模型采用二维离散正交多项式对原始图像局部灰度分布进行拟合,然后设计二阶方向导数滤波器对图像进行滤波并分解为不同的方向通道,再根据极值定理对不同的方向通道求取极值图像,随后对极值图像进行形态学滤波以增强目标能量并进一步抑制背景杂波,之后对极值图像进行归一化处理并统计其直方图,利用直方图灰度分布选取合适的分割阈值,进行阈值分割后得到二值图像并最终确定目标位置。实验结果表明,该方法在信噪比极低的复杂背景下可准确地对弱小目标进行检测。     

红外目标检测的自适应背景感知算法

低信噪比检测技术是实现红外自动目标识别的基本前提,其性能指标将直接决定系统的探测灵敏度和作用距离,是反映红外低可观测目标识别能力至关重要的一项核心技术.自适应背景估计方法是实现这一目标的有效途径.本文在重点论述几种常用背景估计方法的基础上,提出了形态滤波的优化改进算法.理论分析和实验测试表明:该算法简化了形态变换关系,优化了结构元构型,促进了滤波质量和运算速度的双向提高;既保持了形态滤波有效保护信号特性的操作特点,又改善了原算法对杂波起伏不够敏感的固有缺陷,使其自适应背景感知能力更强;算法简洁紧凑,操作效率高;对复杂背景的低信噪比图像环境表现出良好的滤波性能和稳健的适应能力.     

基于热传导理论的背景抑制算法应用研究

针对复杂背景中红外运动目标检测速度慢,检测概率低的问题,对红外图像的背景和目标特性进行了分析,提出了一种基于热传导方程和自适应阈值的红外目标实时检测算法。首先,依据红外图像背景具有各向同性的分形特性,确定采用各向同性的算子对背景进行估计;然后,根据热传导方程和反热传导方程在图像处理中的应用,推导出了用于红外目标检测的背景抑制算子,在此基础上设计了自适应阈值用于红外目标的检测;最后给出了该算法的实验结果,并与基于特征选择性滤波的检测算法做了比较。实验结果表明该算法具有良好的背景抑制和目标增强性能,大幅提升了图像的信噪比,提高了红外运动目标的检测概率,且结构简单,有利于硬件实时实现。     

Clutter Suppression Method Based on Spatiotemporal Anisotropic Diffusion for Moving Point Target Detection in IR Image Sequence

This paper deals with the problem of moving point target detection against cluttered background in infrared image sequence. In this area, clutter suppression is a critical issue because of high false alarm rate caused by complicated clutter. Here the three-dimensional spatiotemporal anisotropic diffusion model, in which inter-frame diffusion takes place as well as intra-frame diffusion, is investigated and a moving point target detection method based on this model is presented with the hope of improvement of clutter suppression performance. The method is evaluated and the optimum values of its parameter on different conditions are found by comparative experiments. The image sequences used in the experiments are generated by using available real-world infrared images and simulated moving point targets. Experimental results show that the method performs well under cluttered situations and enhances the detectability of moving point targets.     

基于正则化变分模型的SAR图像增强方法

讨论合成孔径雷达（SAR）图像的噪声抑制与分辨率增强问题.建立偏微分方程抑噪方法与正则化点增强方法相结合的正则化变分模型,该模型同时具有偏微分方程模型的抑噪优势和正则化模型的分辨率增强优势.在图像的背景区域采用偏微分方程模型进行噪声抑制,而在图像的目标区域,先采用后向扩散方程进行锐化,然后再采用正则化模型进行分辨率增强,使整幅图像的处理结果均得到优化.此外,在偏微分方程抑噪模型的构造上,结合SAR成像的工程背景,提出了基于SAR图像幅度信息的前向-后向扩散方程,使方程能有效抑制图像背景区域的噪声并锐化目标边缘.大量的试验结果表明该方法能有效增强目标的强散射点,显著抑制噪杂波区的噪声.     

基于BRDF的空中目标红外成像建模与仿真

提出了一种空中目标的红外成像仿真方法.根据能量守恒定律,利用目标在天空背景中稳态时的热平衡方程,求解表面温度场;选取适合的双向反射分布函数模型描述目标表面面元在红外波段的反射特性,提高面元红外反射的真实感.综合考虑空中目标的几何模型,目标自身红外辐射和对背景的反射辐射,结合计算机图形学相关理论,渲染输出空中目标的红外图像.成像仿真的方法为空中目标的探测、识别和跟踪提供了参考依据.     

基于Wiener滤波的小目标检测方法

红外云背景中小目标检测是红外成像技术的一种典型应用。为了检测红外云背景中的弱小目标，分析了背景特性，建立了红外场景模型，提出了一种基于Wiener滤波的自适应背景抑制方法。经过去除虚假目标和目标分割，再利用目标运动的连续性和规则性进行目标检测和跟踪。对包含了仿真目标的红外云背景图像序列进行了实验，结果表明，该方法能够有效地从信噪比为2．0的背景中检测到小目标。     

地物环境对红外诱饵弹散射特性建模及仿真

针对红外诱饵弹的工作特点,依据其空时域分布特性,建立了诱饵弹的红外辐射模型;根据红外诱饵弹辐射与环境目标的作用机理,利用双向反射率函数（BRDF）建立目标表面面元的散射特性模型,实现了目标表面面元接收诱饵弹的辐射在观测方向产生的辐射亮度计算;并基于OGRE的红外场景仿真平台,对诱饵弹发射前后地物环境的变化进行实时仿真。仿真结果显示了发射诱饵弹后不同时刻诱饵弹辐射对地物环境的影响效果,这对红外诱饵弹研发具有极为重要的意义。     

基于边缘定向扩散方程的图像复原方法

讨论了光学图像中同时存在噪声与模糊时的复原问题。采用一种能根据边缘方向自适应选取扩散系数的各向异性扩散方程来约束复原后的图像的光滑性质,将其和图像复原模型一起使用,得到了一种图像复原的正则化模型,并利用Eluer方程将该模型转换成一种可以快速求解的各向异性非线性扩散模型。在光滑性约束项的构造上,构造了一种基于边缘定向扩散的各向异性张量型扩散方程,能有效地根据边缘的方向确定是增强边缘还是滤除噪声。相比图像复原的迭代正则化方法,新方法能在复原图像的同时有效地抑制噪声,并有效地减轻边缘处的振铃效应。数值计算结果表明,新方法在整幅图像的复原效果上明显强于迭代正则化方法,尤其在对背景噪声的抑制上效果更明显,峰值信噪比（PSNR）也比迭代正则化方法平均提高了约2dB。     

基于自适应差分量化的红外背景抑制新方法

针对复杂背景下红外弱小目标图像的背景抑制难题,从图像采集环节考虑,根据自适应差分量化理论,提出了一种基于自适应背景抑制的红外弱小目标图像采集方法.其基本思想是:根据红外弱小目标图像背景杂波的相关性,利用自适应预测器,由已采集的像素信息实时估计出下一时刻背景杂波的最佳估计,并将其反馈至原始图像信号输出端,与实际采集图像信号相比较.通过量化残差图像信号来获得预测增益,从而提高采集图像的信噪比.理论分析与仿真实验表明,与传统的直接图像采集方法相比,此方法不仅等效地提高模数转化器的性能,而且能够很大程度地提高采集图像的信噪比(SNR),SNR可由1.43提高到4.57.     

基于双向稀疏光流融合的小目标检测方法

针对动态背景下的小目标检测问题,提出了基于双向稀疏光流融合的目标检测方法.首先采用FAST方法提取当前帧图像中的角点,然后在连续的三帧图像中进行前、后向稀疏光流跟踪,确定正确匹配的特征点对,利用匹配的特征点对计算用于背景补偿的帧间运动参数,最后在背景补偿的基础上进行三帧差分,以检测出图像中的运动小目标.实验结果显示,本算法能够很好地解决背景和目标同时快速运动的问题,为运动目标的跟踪奠定基础.