[發(fā)明專利]一種天空背景下紅外弱小目標(biāo)實(shí)時(shí)檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011322138.5
• 申請(qǐng)日: 2020-11-23
• 公開（公告）號(hào): CN112418090B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳耀弘;馬迎軍;易波;謝慶勝;陳衛(wèi)寧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所
• 主分類號(hào): G06V20/10
• 分類號(hào): G06V20/10;G06V10/26;G06V10/30;G06V10/764
• 代理公司: 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司 61211
• 代理人: 王楊洋

1.一種天空背景下紅外弱小目標(biāo)實(shí)時(shí)檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)利用等效差分高斯濾波公式(2)逐像元處理天空背景下包含尺寸小于9×9的紅外弱小目標(biāo)的輸入圖像I_in，得到濾波結(jié)果I_D；

DoG(i,j,σ₁,σ₂)＝DoG(i,j,σ₁,σ_t)+DoG(i,j,σ_t,σ₂),???(2)

其中，(i,j)是像元坐標(biāo)，σ₁和σ₂均是高斯函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差參數(shù)，σ₁＝1.07，σ₂＝2.71；

2)利用灰度強(qiáng)度計(jì)算濾波結(jié)果I_D的累積分布函數(shù)，利用累積分布函數(shù)計(jì)算占總像元預(yù)定比例且灰度值最大的像元的閾值；

3)根據(jù)閾值分割濾波結(jié)果I_D，生成二值化的掩模I_M，遍歷掩模I_M中所有非0像元并生成其尺度因子s；

4)根據(jù)步驟1)所得濾波結(jié)果I_D與步驟3)所得掩模I_M和尺度因子s計(jì)算對(duì)比度圖I_C；根據(jù)輸入圖像I_in、掩模I_M和尺度因子s計(jì)算梯度圖I_G；計(jì)算對(duì)比度圖I_C和梯度圖I_G的乘積I_S作為探測(cè)結(jié)果；

4.1)根據(jù)公式(3)計(jì)算當(dāng)前像元的局部對(duì)比度：

其中，μ_t為濾波結(jié)果I_D中以像元(i,j)為中心的目標(biāo)區(qū)域內(nèi)所有像元的均值，μ_b和σ_b分別為以像元(i,j)為中心的局部背景區(qū)域內(nèi)所有像元的均值和標(biāo)準(zhǔn)差；

4.2)把以像元(i,j)為中心、大小為3s×3s的區(qū)域劃分成四個(gè)象限，計(jì)算當(dāng)前像元在四個(gè)象限分別的梯度G_Q1，G_Q2，G_Q3和G_Q4；

4.3)根據(jù)公式(8)計(jì)算當(dāng)前像元的局部梯度值：

其中，為G_Q1，G_Q2，G_Q3和G_Q4的均值，和為懲罰因子；令代表每個(gè)象限的梯度索引差，懲罰因子為四個(gè)象限梯度索引差的總和；懲罰因子為二值化參數(shù)，當(dāng)四個(gè)象限最大梯度方向一致，或有至少兩個(gè)象限主方向的梯度為負(fù)值時(shí)，取值為0；其他情況下取值均為1；

4.4)根據(jù)I_S(i,j)＝I_C(i,j)×I_G(i,j)，計(jì)算當(dāng)前像元的探測(cè)結(jié)果I_S；

4.5)重復(fù)步驟3.2)至步驟4.4)，完成對(duì)掩模I_M內(nèi)所有非0像元的遍歷，得到掩模I_M內(nèi)所有非0像元的探測(cè)結(jié)果Is；

5)對(duì)探測(cè)結(jié)果I_S進(jìn)行迭代分割，輸出二值化圖像I_B，二值化圖像I_B即為紅外弱小目標(biāo)的最終圖像，其中取值為1的像元代表探測(cè)到的弱小目標(biāo)，取值為0的像元代表背景。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天空背景下紅外弱小目標(biāo)實(shí)時(shí)檢測(cè)方法，其特征在于，步驟3)的具體步驟如下：

3.1)根據(jù)閾值分割濾波結(jié)果I_D，生成二值化的掩模I_M；

3.2)遍歷掩模I_M中由非0像元組成的全部連通區(qū)域和獨(dú)立非0像元，對(duì)獨(dú)立非0像元直接生成其尺度因子s，對(duì)每個(gè)連通區(qū)域用全1矩陣進(jìn)行卷積計(jì)算，生成該連通區(qū)域的尺度因子s，同一個(gè)連通區(qū)域內(nèi)像元的尺度因子s相同；

3.3)以當(dāng)前遍歷到的像元為中心，目標(biāo)區(qū)域大小為s×s，局部背景區(qū)域大小為3s×3s，s為步驟3.2)所得尺度因子s。