[发明专利]一种红外运动目标检测方法

权利要求书

1.一种红外运动目标检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：采集红外视频图像，并对红外图像进行预处理；

S2：采用TDLMS滤波器滤对红外图像进行背景预测；

S3：将原图和滤波器输出的背景图进行差分；

S4：后利用图像统计特性得到一个阈值，对差分图进行二值化，将目标提取出来。

2.根据权利要求1所述的红外运动目标检测方法，其特征在于，采用TDLMS滤波器滤对红外图像进行背景预测的具体方法如下：

1)假设输入图像X大小为M×N，滤波器输入窗口大小为P×P，则点X(m,n)的预测值Y(m,n)可以表示如下式：

其中，W_j为滤波器在第j次迭代过程中的权重矩阵；在预测过程中对一幅图像从左到右进行扫描，则j＝m×N+n；

2)在第j此迭代过程中，滤波窗口覆盖的区域x_j,表示如下式：

其中，x_j(l,k)＝X(m-l,n-k),l,k＝0,...,P-1；

3)滤波器的权值矩阵W_j可表示如下式：

4)在第j次迭代时，滤波器权值矩阵W_j和输入矩阵x_j点积的结果，即滤波器的输出Y(m,n)，也可表示如下式：

5)在第j次迭代过程中，预测误差表示如下式：

其中，D(m,n)为期望输出值；

6)均方误差如下式：

7)为使均方误差达到最小，对关于权值矩阵W_j的误差MSE求最小值,滤波器权值矩阵W_j采用最速下降法进行迭代更新，经过近似运算可以将滤波器权值矩阵的更新如下式：

W_j+1(l,k)＝W_j(l,k)+μe_jX(m-l,n-k)；

其中，μ为迭代步长。

3.根据权利要求2所述的红外运动目标检测方法，其特征在于，所述TDLMS滤波器的输入数据还可以进行如下改进：

1)输入数据有八个输入数据块,记作X_i(m,n)(i＝0,1,2,3,5,6,7,8)，这八个输入数据块环绕在被预测像素所在的数据块周围，每个数据块的大小都为P×P，八个输入数据块X_i(m,n)(i＝0,1,2,3,5,6,7,8)共同组成输入数据，被预测像素位于中央数据块4X的中心；

2)八个输入数据块共用一个权值矩阵，各输入数据块产生相应的预测值Y_i(m,n)(i＝0,1,2,3,5,6,7,8)，表示如下式：

3)权值矩阵更新如下：

W_j+1(l,k)＝W_j(l,k)+μe(m,n)A^m,n(l,k)；

其中，误差e(m,n)的计算公式如下：

e(m,n)＝X(m,n)-Y(m,n)；

A^m,n的计算公式如下：

矩阵A^m,n需要根据输出决策来决定，不同的输出决策，得到的矩阵A^m,n可能会不同。

4.根据权利要求2所述的红外运动目标检测方法，其特征在于，TDLMS滤波器滤的迭代步长μ可以作如下更新：

其中，μ_min,μ_max分别为最小迭代步长和最大迭代步长，表示的方差

。