[发明专利]一种基于多向差分残差能量相关的检测虚警抑制方法

说明书

本发明公开了一种基于多向差分残差能量相关的检测虚警抑制方法，本发明根据背景杂波能量在不同配准精度下表征不稳定的特点，进行虚警目标辨别：对疑似目标区域进行多向差分、残差能量分布相关计算，通过多向差分图像的能量分布变化情况，快速有效的辨别虚警目标。对于虚警目标，配准精度越高，差分图像残差能量越小，配准精度越低，差分图像残差能量越大；对于真实的运动目标，不同的配准精度下的差分图像残差能量分布几乎不变。采用本发明提出的多向差分残差能量相关虚警抑制方法，可以有效的辨别由背景杂波引起的虚警目标，从而实现对虚警的抑制。

技术领域

本发明涉及一种基于多向差分残差能量相关的检测虚警抑制方法，属于目标探测检测处理领域。

背景技术

复杂背景下运动弱小目标探测技术的研究在民用、航天和军事中有重要应用。由于成像距离远及复杂背景的影响，目标在图像中成点状，缺乏足够的纹理信息和形状信息，并且图像中的目标信噪比低，这大大增加了弱小目标检测的难度。目前光学探测系统一般对所获取的图像采用基于滤波的方法、基于小波的方法、基于形态学的方法、基于背景差分的方法等，进行复杂背景杂波抑制，在背景抑制图像上进行疑似目标提取，之后利用多帧关联的方式进行目标轨迹拟合，从而实现运动弱小目标检测。

在基于图像差分背景抑制的目标检测方法中，最为关键的步骤就是实现对背景高精度配准，由此才能通过两幅图像差分尽可能的消除复杂背景杂波，而在差分图像中仅残余目标和系统噪声成分。但是，由于实际场景图像的复杂性，通过背景配准差分抑制技术，都不可能一概适应各种背景的强度、分布等复杂特性，达到对复杂背景的完全消除。因此，在背景差分图像中，必然会存在因配准误差而残留的背景杂波，从而造成检测虚警。

发明内容

本发明的技术解决问题：本发明提出了一种基于多向差分残差能量相关的检测虚警抑制方法，解决复杂背景下低信噪比弱小目标检测的高虚警问题。

本发明的技术解决方案：

一种基于多向差分残差能量相关的检测虚警抑制方法，具体步骤为：

(1)光学探测系统获取具有一定时间间隔的两幅图像，并对两幅图像进行图像配准，将配准后的图像进行差分计算，得到残差图像；

(2)对残差图像进行疑似目标检测，得到所有疑似目标位置坐标；

(3)根据疑似目标位置，在步骤1的残差图像上截取第一子区域差分图像；

(4)在配准图像上，以步骤2所得到的疑似目标位置坐标为中心划取多向差分区域，遍历该区域，截取同步骤3第一子区域差分图像面积一致的多个子区域图像，对对应的两个子区域图像进行差分计算，得到第二子区域差分图像，每个第二子区域差分图像与步骤3中的第一子区域差分图像作相关计算，形成相关系数序列；

(5)计算步骤4中相关系数序列的变化量，如果大于设定的阈值，则将该疑似目标判定为虚警，从步骤2中获取的疑似目标位置中删除；重复步骤3-5，完成对所有疑似目标的判别，实现虚警抑制。

步骤5中相关系数序列的变化量，通过计算相关系数序列的均方根值获取。

步骤4中，按步长s，遍历该区域，步长s取0.5-1.5d，d的选取应小于目标在两幅图像中运动距离D，即1dD。

步骤5中阈值取0.01。

本发明与现有技术相比的优点在于：

本发明根据图像差分目标检测的基本原理，利用背景杂波能量在不同配准精度下表征不稳定的特点，进行虚警目标辨别。采用本发明的方法，可以有效抑制由背景杂波引起的虚警目标，单次背景差分目标检测的虚警率可以降低两个数量级以上。

附图说明

图1为本发明流程图

图2为虚警抑制前的目标检测结果；