基于梯度和各向异性扩散的红外双波段目标检测方法
2021-12-28施元斌张晓杰
空天防御 2021年4期
施元斌,张晓杰,王 兴
(1.中国航天科技集团有限公司红外探测技术研发中心,上海 201109;2.上海航天控制技术研究所,上海 201109)
0 引 言
红外目标检测一直是红外图像处理的一个重要领域,目标检测的核心问题是从图像中找到感兴趣的区域[1-2]。由于多种因素的影响,红外目标一般具有对比度低、信噪比低和缺少形状轮廓等问题,给检测带来了困难。
红外小目标检测算法[3-5]可以分为先检测后跟踪(detect before track,DBT)算法和先跟踪后检测(track before detect,TBD)算法。DBT 算法包括数学形态学方法[6]、统计特征方法[7]和遗传算法[8]等,实时性较好,具有较大的工程应用价值。TBD算法包括管道滤波[9]和高阶相关方法[10]等,能够较好地抑制背景和分离目标,但计算量较大,不利于工程实现。
在一般情况下,红外目标呈现出亮目标(即目标灰度大于目标附近背景灰度)的特点,现有算法也主要针对这一点进行设计。而在某些情况下(如高温背景等),目标的亮度可能低于背景的亮度,呈现出“暗目标”的特点。典型海面杂波背景下,因“暗目标”的辐射强度弱于背景,传统中波红外目标检测算法易将其判定为背景,且高亮的海面杂波背景易带来较大的虚警。为了在更加复杂的战场环境中实现对目标的可靠识别,需要获取更加精细、多样化、丰富的目标信息,这就促使红外成像系统向着多体制成像方向发展。以中波长复合探测为代表的双波段成像探测已成为红外制导领域的重要发展方向[11-12]:美国海基拦截导弹“标准-3”(BLOCK-II)采用长波双波段红外复合导引头;……
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