[發(fā)明專利]一種基于統(tǒng)計特性預分割的自適應紅外小目標檢測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010619554.5
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111783656A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發(fā)明（設計）人: 國強;魏子博;王亞妮;那博;陳海龍;方超;劉廣輝
• 申請（專利權(quán)）人: 哈工程先進技術(shù)研究院（招遠）有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/32;G06K9/34;G06K9/38;G06K9/46;G06K9/62
• 代理公司: 煙臺上禾知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 37234
• 代理人: 趙加鑫

1.一種基于統(tǒng)計特性預分割的自適應紅外小目標檢測算法，其特征在于：

步驟一：將輸入圖像轉(zhuǎn)化成灰度圖像，均等分割為3個子圖像；

步驟二：對3個子圖像進行灰度值分布統(tǒng)計，根據(jù)各子圖像灰度值分布統(tǒng)計特性的差異性計算得到興趣子圖像；

步驟三：確定二值化閾值：

(3.1)分別計算3個子圖像的最大灰度值記為m₁、m₂、m₃，取三者中的最小值記為m，計算包含小目標的興趣子圖像灰度值的最大值，記為d；

(3.2)設定小目標閾值c_min，設定T_h＝d-N(T_hm-1,N為迭代次數(shù))，計算包含小目標的興趣子圖像中，灰度值大于T_h的像素個數(shù)c，迭代計算T_h，使得滿足c≥c_min的T_h記為二值化閾值t；

步驟四：根據(jù)步驟三中確定的二值化閾值t，將各子圖像進行二值化處理成二值化圖像，按照步驟一中的分割次序進行逆操作，重新組合成與原圖尺寸相等的二值化圖像，輸出檢測結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于統(tǒng)計特性預分割的自適應紅外小目標檢測算法，其特征在于，所述步驟一中將圖像均等分割為3個子圖像具體步驟如下：

(1.1)載入尺寸為x×y的紅外圖像，x表示圖像縱向像素數(shù)，y表示圖像橫向像素數(shù)；

(1.2)若原圖像可均等列分割，則直接將原圖像分割成尺寸為x×(y/3)的三個子圖像；若y/3計算結(jié)果的余數(shù)為1，在原圖像左側(cè)先擴充尺寸為x×1的列像素；若y/3計算結(jié)果的余數(shù)為2時，在原圖像左右兩側(cè)先分別擴充尺寸為x×1的列像素，擴充列與臨近原圖像相鄰像素點灰度值相等，分割后得到的三個子區(qū)域圖像從左至右分別記為a₁、a₂、a₃。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于統(tǒng)計特性預分割的自適應紅外小目標檢測算法，其特征在于，所述步驟二，具體如下：

(2.1)對各子圖像分別繪制灰度值分布直方圖，分別與典型統(tǒng)計分布模型進行擬合，判斷各子圖像的灰度值分布直方圖所遵循的典型統(tǒng)計分布模型，所述典型統(tǒng)計分布模型包括高斯分布、對數(shù)-正態(tài)分布、瑞利分布、伽馬分布；

(2.2)有兩個子圖像對應的典型統(tǒng)計分布模型所對應的子圖像為非興趣子圖像，剩余的子圖像為興趣子圖像；

(2.3)若三個子圖像分別對應一種典型統(tǒng)計分布模型，則按如下方法確認興趣子圖像：

(2.3.1)求出子圖像中的灰度值大于閾值m的高灰度值像素數(shù)量，a₁、a₂、a₃區(qū)域高灰度值像素數(shù)分別記為j₁、j₂、j₃，取j₁、j₂、j₃中的最大值記為j；

(2.3.2)若j不少于小目標閾值c_min，則高灰度值像素數(shù)量為j的子圖像為興趣子圖像。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述算法，其特征在于，所述步驟四中的圖像匹配重構(gòu)方法如下：

(4.1)利用步驟三計算得到的二值化閾值T_h對興趣子圖像的每個像素進行遍歷處理，得到檢測結(jié)果flag(i',j')，計算公式下：

其中t表示二值化閾值，T(i',j')表示興趣子圖像中的像素，flag(i',j')表示檢測結(jié)果，且i'∈x,j'∈y；

(4.2)對無目標區(qū)域圖像進行二值化處理，令無目標區(qū)域所有像素點的像素值均為0；

(4.3)將二值化處理后的子圖像進行圖像重構(gòu)，將三個子圖像視為由像素點構(gòu)成的矩陣分別記為A₁、A₂、A₃，三個矩陣的大小均為x×(y/3)，將三個矩陣重構(gòu)合并為一個矩陣A，矩陣大小為x×y，得到重構(gòu)圖像A＝[A₁A₂A₃]，其中x×y表示灰度圖像尺寸，同時也為矩陣大小，x表示圖像的縱向像素數(shù)，同時為矩陣A的行數(shù)，y表示圖像橫向像素數(shù)，同時為矩陣A的列數(shù)；

(4.4)若原圖像經(jīng)過擴充處理，則需對圖像重構(gòu)結(jié)果按照原圖像擴充處理的步驟進行逆向處理，去除擴充部分。