[发明专利]微弱小目标图像实时处理方法及系统

说明书

本发明公开了一种微弱小目标图像实时处理方法及系统，其中方法包括：通过CMOS图像探测器电子卷帘模式的图像逐行读取像素；在逐行读取像素的过程中，通过一维结构元素的形态学图像处理方法对逐行读取的像素进行处理，选择性地获取微弱小目标图像的组成像素；通过图像行方向连通域的目标提取方法处理微弱小目标图像的组成像素，以确定微弱小目标图像的完整区域；并通过FPGA实现微弱小目标图像的实时处理。该方法与基于CMOS图像探测器电子卷帘模式相结合，实现了图像逐行读取及处理的流水线体系，进一步通过FPGA纯硬件结构实现了图像实时处理，具有实时性、精度高、可靠性高的优势。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，特别涉及一种微弱小目标图像实时处理方法及系统。

背景技术

图像处理在医学图像领域、红外监测和成像系统以及动态目标的测量和跟踪系统中起着重要的作用，其目的是从复杂的背景中获取目标信息，包括目标的位置、形状、数量、大小等等信息，在医学上可以用于疾病诊治、细胞分析，在红外监测和成像系统中可以用于红外预警，在风洞实验中可以进行流场分析，在太空探测中可以实现光学目标的跟踪和姿态确定。以上种种的应用，均涉及到复杂背景下的微弱小目标探测。

目前，随着图像探测器技术的发展，能够获得更为精细的成像结果，这一方面对微弱小目标的探测起到了促进作用，另一方面，由于更多的像素数量(百万级)和更高的更新率，以及不同应用中的复杂的背景干扰，对于图像处理方法提出了更高的要求。

相关技术中，用于微小目标探测和识别的图像处理方法包括小波变换法、帧间差分法以及滤波等方法，这些方法虽然能够保证一定的处理速度和目标识别准确度，但是需要大量的软件和硬件资源，不利于便携式系统的实现；而且随着算法复杂度的增加，虽然目标识别的准确度和可靠性得到了改善，但是目标识别所需要的时间也从几十毫秒增大到几秒，无法满足红外目标实时监测系统、遥感卫星成像等应用对象对实时性的要求。此外，由于特征目标的小尺寸特性，一幅图像99％的像素都属于背景范畴，将图像存储之后再处理的传统模式不仅影响了实时性，也是对硬件存储设备的极大浪费。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种微弱小目标图像实时处理方法该方法，有效提高了微弱小目标图像处理的可靠性和实时性，且精度高。

本发明的另一个目的在于提出一种微弱小目标图像实时处理系统。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种微弱小目标图像实时处理方法，包括：通过CMOS图像探测器电子卷帘模式的图像逐行读取像素；在逐行读取所述像素的过程中，通过一维结构元素的形态学图像处理方法对逐行读取的像素进行处理，选择性地获取微弱小目标图像的组成像素；通过图像行方向连通域的目标提取方法处理所述微弱小目标图像的组成像素，以确定所述微弱小目标图像的完整区域；通过FPGA实现微弱小目标图像的实时处理。

本发明实施例的微弱小目标图像实时处理方法，采用流水线的工作模式，实现图像读取和图像处理的并行进行，大大节约了所需的储存空间，并且完全采用硬件实现，从而有效提高了微弱小目标图像处理的可靠性和实时性，且精度高。

另外，根据本发明上述实施例的微弱小目标图像实时处理方法还可以具有以下附加的技术特征：