[發(fā)明專利]基于全局濾波的紅外弱小目標背景抑制方法及其裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410453009.8
• 申請日: 2014-09-05
• 公開（公告）號: CN104156929B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李佳;秦翰林;延翔;宗靖國;周慧鑫;韓姣姣;曾慶杰;呂恩龍;李肖;宋尚真;賴睿
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/50
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務(wù)所有限公司61114
• 代理人: 李罡

1.一種基于全局濾波的紅外弱小目標背景抑制方法，其特征在于，該方法包括：對紅外圖像進行多次平滑處理，將平滑處理后獲得的多幅不同平滑尺度下的圖像級聯(lián)生成紅外圖像數(shù)據(jù)立方體，根據(jù)局部標準化歐式距離分離所述生成的紅外圖像數(shù)據(jù)立方體中的弱小目標和背景圖像，根據(jù)非線性函數(shù)增強所述局部標準化歐式距離分離后的弱小目標、以及抑制所述局部標準化歐式距離分離后的背景圖像，獲得背景抑制后的圖像。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于全局濾波的紅外弱小目標背景抑制方法，其特征在于，所述對紅外圖像進行多次平滑處理為：對紅外圖像進行多次全局濾波處理。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于全局濾波的紅外弱小目標背景抑制方法，其特征在于，所述將平滑處理后獲得的多幅不同平滑尺度下的圖像級聯(lián)生成紅外圖像數(shù)據(jù)立方體為：將多幅不同平滑尺度下的紅外圖像級聯(lián)成為多尺度數(shù)據(jù)立方體。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于全局濾波的紅外弱小目標背景抑制方法，其特征在于，所述根據(jù)局部標準化歐式距離分離所述生成的紅外圖像數(shù)據(jù)立方體中的弱小目標圖像和紅外圖像中的背景圖像為：將維數(shù)為M×N×n的紅外圖像數(shù)據(jù)立方體排列為n×(M×N)的矩陣，選取大小為1×d的窗口，將窗口在所述矩陣中滑動，確定所述窗口中的像素的局部灰度均值，所述局部灰度均值為窗口中心像素點對應(yīng)位置所估計的背景灰度值，同時確定整個紅外圖像的灰度標準差，根據(jù)公式以及獲得的局部灰度均值、背景灰度值和標準差分離所述生成的紅外圖像數(shù)據(jù)立方體中的弱小目標圖像和紅外圖像中的背景圖像，其中，為局部標準化歐式距離，r_ij為圖像中坐標位置為(i,j)的像素點的灰度值，μ為圖像的局部灰度均值，s為圖像的灰度標準差。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于全局濾波的紅外弱小目標背景抑制方法，其特征在于，所述根據(jù)非線性函數(shù)增強所述局部標準化歐式距離分離后的弱小目標、以及抑制所述局部標準化歐式距離分離后的背景圖像，獲得背景抑制后的圖像為：根據(jù)公式增強所述局部標準化歐式距離分離后的弱小目標、以及抑制所述局部標準化歐式距離分離后的背景圖像，獲得背景抑制后的圖像，其中，為局部標準化歐式距離，h為調(diào)節(jié)參數(shù)，e為常數(shù)2.71828…。

6.一種基于全局濾波的紅外弱小目標背景抑制裝置，其特征在于，該裝置包括：

平滑處理單元、級聯(lián)單元、確定單元、抑制單元，其中，

所述平滑處理單元，用于對紅外圖像進行多次平滑處理，發(fā)送獲得的多幅平滑圖像到級聯(lián)單元；

所述級聯(lián)單元，用于將平滑處理后獲得的多幅不同平滑尺度下的圖像級聯(lián)生成紅外圖像數(shù)據(jù)立方體，發(fā)送獲得的紅外圖像數(shù)據(jù)立方體到確定單元；

所述確定單元，用于根據(jù)局部標準化歐式距離分離所述生成的紅外圖像數(shù)據(jù)立方體中的弱小目標和背景圖像，發(fā)送獲得的弱小目標和背景圖像到抑制單元；

所述抑制單元，用于根據(jù)非線性函數(shù)增強所述局部標準化歐式距離分離后的弱小目標、以及抑制所述局部標準化歐式距離分離后的背景圖像，獲得背景抑制后的圖像。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于全局濾波的紅外弱小目標背景抑制裝置，其特征在于，所述平滑處理單元，具體用于對紅外圖像進行多次全局濾波處理。

8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的基于全局濾波的紅外弱小目標背景抑制裝置，其特征在于，所述級聯(lián)單元，具體用于將多幅不同平滑尺度下的紅外圖像級聯(lián)成為多尺度數(shù)據(jù)立方體。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于全局濾波的紅外弱小目標背景抑制裝置，其特征在于，所述確定單元，具體用于將維數(shù)為M×N×n的紅外圖像數(shù)據(jù)立方體排列為n×(M×N)的矩陣，選取大小為1×d的窗口，將窗口在所述矩陣中滑動，確定所述窗口中的像素的局部灰度均值，所述局部灰度均值為窗口中心像素點對應(yīng)位置所估計的背景灰度值，同時確定整個紅外圖像的灰度標準差，根據(jù)公式以及獲得的局部灰度均值、背景灰度值和標準差分離所述生成的紅外圖像數(shù)據(jù)立方體中的弱小目標圖像和紅外圖像中的背景圖像，其中，為局部標準化歐式距離，r_ij為圖像中坐標位置為(i,j)的像素點的灰度值，μ為圖像的局部灰度均值，s為圖像的灰度標準差。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于全局濾波的紅外弱小目標背景抑制裝置，其特征在于，所述抑制單元，具體用于根據(jù)公式增強所述局部標準化歐式距離分離后的弱小目標、以及抑制所述局部標準化歐式距離分離后的背景圖像，獲得背景抑制后的圖像，其中，為局部標準化歐式距離，h為調(diào)節(jié)參數(shù)，e為常數(shù)2.71828…。