遠(yuǎn)距離紅外目標(biāo)檢測與跟蹤技術(shù)是防空預(yù)警系統(tǒng)和戰(zhàn)斗機(jī)火控制導(dǎo)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù),在現(xiàn)代化武器裝備發(fā)展和國防建設(shè)中具有重要作用。然而,遠(yuǎn)距離目標(biāo)具有信號空間尺寸小、強(qiáng)度弱等特點(diǎn),目標(biāo)特征不明顯。同時,復(fù)雜天空背景下雜波形態(tài)多變、強(qiáng)度較大,嚴(yán)重干擾小弱目標(biāo)提取能力。因而,如何在復(fù)雜天空背景條件下既保持小弱目標(biāo)檢測的高準(zhǔn)確率、低虛警率,又確保小弱目標(biāo)跟蹤的高跟蹤精度、低跟蹤失敗率是一個極具挑戰(zhàn)性的難題。復(fù)雜背景下小弱目標(biāo)檢測跟蹤困難的主要原因在于現(xiàn)有算法對信號空間結(jié)構(gòu)和時序結(jié)構(gòu)表征能力不足。本文從提高信號空時結(jié)構(gòu)表征性能的角度考慮,研究了紅外小弱目標(biāo)檢測跟蹤過程中的背景雜波抑制、小弱目標(biāo)檢測以及小弱目標(biāo)跟蹤等問題:（1）針對起伏雜波表征精度低造成的干擾問題,提出基于分形隨機(jī)場字典稀疏表征的背景雜波抑制方法。分析云層作為一種自然現(xiàn)象,具有無限細(xì)節(jié)特性和結(jié)構(gòu)自相似特性,分形隨機(jī)場與云層雜波具有天然相似性;將分形理論引入到背景雜波過完備字典構(gòu)造過程,提高了字典的雜波空間結(jié)構(gòu)表征能力;通過分形雜波字典稀疏表征實(shí)現(xiàn)了背景雜波的準(zhǔn)確重構(gòu)和抑制。（2）針對遠(yuǎn)距離紅外成像信號表征普適性差、區(qū)分性差導(dǎo)致的目標(biāo)檢測不... 

【文章來源】：重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：148 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

本文組織結(jié)構(gòu)

其差值反映了原始圖像中高灰度小尺寸區(qū)域。Top-hat 白變換實(shí)現(xiàn)了類似高通濾波的功能，其結(jié)果圖中體現(xiàn)了原始信號中的小尺度高峰波形。Top-hat 白變換的小尺度波峰保留特性可用于紅外圖像中背景雜波的抑制及小目標(biāo)的檢測。如圖 2.1 所示，當(dāng)紅外圖像中背景平滑、面積較大，而目標(biāo)信號表現(xiàn)為背景之上的顯著性點(diǎn)時，形態(tài)學(xué)開運(yùn)算可達(dá)到抑制背景信息，而保留高灰度目標(biāo)信息的效果。但是 Top-hat 白變換算法也具有如下的缺點(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)元的選取對算法性能影響較大，當(dāng)結(jié)構(gòu)元無法精確匹配雜波的多尺度特性時，算法的魯棒性差。（2）對于復(fù)雜高對比度起伏雜波，由于其平穩(wěn)性差、紋理復(fù)雜，Top-hat白變換的背景雜波抑制效果不穩(wěn)定，產(chǎn)生殘留雜波較多。(a) 平滑背景紅外圖像 (b) 平滑背景表征估計(jì) (c) 平滑背景抑制結(jié)果

重慶大學(xué)博士學(xué)位論文平滑背景條件下，該方法能有效增強(qiáng)目標(biāo)信號、抑制背景雜波。但是，從圖 2.2(b)可看出，部分小弱目標(biāo)信號被錯誤估計(jì)為背景雜波，這會導(dǎo)致雜波抑制結(jié)果圖中的目標(biāo)信號結(jié)構(gòu)信息丟失，對后續(xù)基于目標(biāo)結(jié)構(gòu)的檢測跟蹤方法造成不利影響。當(dāng)背景雜波起伏較大，紋理復(fù)雜時，該方法在雜波邊緣處產(chǎn)生大量的殘留噪聲，說明該方法易受到強(qiáng)起伏復(fù)雜背景的干擾。(a) 平滑背景紅外圖像 (b) 平滑背景表征估計(jì) (c) 平滑背景抑制結(jié)果

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]復(fù)雜背景條件下的紅外小目標(biāo)檢測與跟蹤算法研究[D]. 楊磊.上海交通大學(xué) 2006

碩士論文
[1]基于形態(tài)學(xué)和小波變換的弱小目標(biāo)檢測[D]. 王軍敏.電子科技大學(xué) 2008



本文編號：3601852