[發(fā)明專利]單幀紅外圖像弱小目標(biāo)檢測方法、裝置、設(shè)備和存儲介質(zhì)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011297946.0
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN113409352A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬龍;舒聰;黃姍姍;李彥龍;李世飛;喻鈞
• 申請（專利權(quán)）人: 西安工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06T7/207
• 分類號: G06T7/207;G06T7/136;G06T7/187
• 代理公司: 深圳倚智知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44632
• 代理人: 霍如肖

1.一種單幀紅外圖像弱小目標(biāo)檢測方法，其特征在于，包括：

獲取紅外圖像；

通過弱小目標(biāo)檢測網(wǎng)絡(luò)模型從所述紅外圖像中提取特征數(shù)據(jù)，并通過特征數(shù)據(jù)的自動組合與分析，得到目標(biāo)分割圖像；

所述弱小目標(biāo)檢測網(wǎng)絡(luò)模型的表達(dá)式為：

f＝f_T∪f_B

其中，f表示所述紅外圖像，f_T表示所述紅外圖像的目標(biāo)區(qū)域，f_B表示所述紅外圖像的背景區(qū)域；

將所述目標(biāo)分割圖像轉(zhuǎn)化成二值圖像，并標(biāo)記所述二值圖像的連通區(qū)域，以得到目標(biāo)的特征信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單幀紅外圖像弱小目標(biāo)檢測方法，其特征在于，

所述將所述目標(biāo)分割圖像轉(zhuǎn)化成二值圖像，包括以下步驟：

從所述目標(biāo)分割圖像中獲取第一像素；所述第一像素為所述目標(biāo)分割圖像中的任一像素；

將所述第一像素的輻射強(qiáng)度與預(yù)設(shè)的強(qiáng)度閾值進(jìn)行比較，若所述輻射強(qiáng)度小于所述強(qiáng)度閾值，則將所述第一像素的灰度值設(shè)定為0，若所述輻射強(qiáng)度大于所述強(qiáng)度閾值，則將所述第一像素的灰度值設(shè)定為255；最終設(shè)定所述目標(biāo)分割圖像中的任一像素的灰度值，以得到所述二值圖像。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單幀紅外圖像弱小目標(biāo)檢測方法，其特征在于，

所述強(qiáng)度閾值的表達(dá)式為：

Tr＝m+0.5*(maxv-m)

其中，Tr表示所述強(qiáng)度閾值，m表示所述目標(biāo)分割圖像中的各像素的平均輻射強(qiáng)度，maxv表示所述目標(biāo)分割圖像中的各像素的最大輻射強(qiáng)度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單幀紅外圖像弱小目標(biāo)檢測方法，其特征在于，

在所述標(biāo)記所述二值圖像的連通區(qū)域，以得到目標(biāo)的特征信息之后，還包括以下步驟：

根據(jù)所述特征信息得到所述目標(biāo)對應(yīng)的外接矩形框圖像。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單幀紅外圖像弱小目標(biāo)檢測方法，其特征在于，

在所述獲取紅外圖像之前，還包括以下步驟：

創(chuàng)建所述弱小目標(biāo)檢測網(wǎng)絡(luò)模型；

分別對多個訓(xùn)練用紅外圖像進(jìn)行預(yù)處理，得到多個預(yù)處理訓(xùn)練圖像；

分別獲取各預(yù)處理訓(xùn)練圖像所對應(yīng)的訓(xùn)練目標(biāo)分割圖像樣本；

通過所述弱小目標(biāo)檢測網(wǎng)絡(luò)模型分別提取各預(yù)處理訓(xùn)練圖像中的訓(xùn)練特征數(shù)據(jù)，以各訓(xùn)練目標(biāo)分割圖像樣本作為所述訓(xùn)練特征數(shù)據(jù)的輸出參考，對所述弱小目標(biāo)檢測網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練，直至所述弱小目標(biāo)檢測網(wǎng)絡(luò)模型的參數(shù)收斂，得到訓(xùn)練后的所述弱小目標(biāo)檢測網(wǎng)絡(luò)模型。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的單幀紅外圖像弱小目標(biāo)檢測方法，其特征在于，

所述以各目標(biāo)分割圖像樣本作為所述訓(xùn)練特征數(shù)據(jù)的輸出參考，對所述弱小目標(biāo)檢測網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練，包括以下步驟：

以訓(xùn)練目標(biāo)分割圖像樣本為參考，通過加權(quán)的二值交叉熵函數(shù)計算得到所述弱小目標(biāo)檢測網(wǎng)絡(luò)模型輸出的訓(xùn)練目標(biāo)分割圖像的誤差；

采用反向傳導(dǎo)法根據(jù)所述誤差調(diào)整所述弱小目標(biāo)檢測網(wǎng)絡(luò)模型各層的參數(shù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單幀紅外圖像弱小目標(biāo)檢測方法，其特征在于，

所述特征信息包括所述目標(biāo)的位置、尺寸、形狀。

8.一種單幀紅外圖像弱小目標(biāo)檢測裝置，其特征在于，包括：

獲取模塊，用于獲取紅外圖像；

處理模塊，用于通過弱小目標(biāo)檢測網(wǎng)絡(luò)模型從所述獲取模塊所獲取的所述紅外圖像中提取特征數(shù)據(jù)，并通過特征數(shù)據(jù)的自動組合與分析，得到目標(biāo)分割圖像；將所述目標(biāo)分割圖像轉(zhuǎn)化成二值圖像，并標(biāo)記所述二值圖像的連通區(qū)域，以得到目標(biāo)的特征信息；

所述弱小目標(biāo)檢測網(wǎng)絡(luò)模型的表達(dá)式為：

f＝f_T∪f_B

其中，f表示所述紅外圖像，f_T表示所述紅外圖像的目標(biāo)區(qū)域，f_B表示所述紅外圖像的背景區(qū)域。