[发明专利]红外图像的小目标检测方法与系统

说明书

本发明涉及图像处理领域，涉及一种红外图像的小目标检测方法，包括：利用中值滤波技术对原始红外图像进行处理；利用背景差分技术对原始红外图像和中值滤波后的图像进行差分背景抑制处理；对差分背景抑制处理后的图像使用预设的阈值进行梯度锐化处理；提取梯度锐化后的图像中的红外小目标。本发明还提出红外图像的小目标检测系统。本发明对原始红外图像进行中值滤波从而滤除部分噪声杂波，实现图像的平滑得到背景分量，然后将中值滤波后的图像与原始红外图像做差分背景抑制处理，最后采用梯度法锐化对残差图像进行阈值限制，从而最终检测出目标。本发明能有效滤除图像中的背景杂波，凸显出目标，使得信噪比得到了明显增强，并且运算简单易于实现。

技术领域

本发明涉及图像处理领域，特别涉及一种红外图像的小目标检测方法与系统。

背景技术

红外成像系统与可见光系统相比，其环境适应性优于可见光，尤其是在夜间和恶劣气候下更是如此；与雷达系统相比，红外的波长较短，可得到具有很高分辨率的目标图像。因此，利用红外探测器捕获和跟踪目标自身辐射的能量来实现精确的制导技术在现代国防科技中发挥着越来越重要的作用。而成功的红外成像制导系统必须配有高效、准确的红外小目标检测装置，这对于及时发现并追踪可疑的目标具有重大的意义。

红外小目标检测是指对由于成像系统距离目标的相对位置较远，成像面积仅为几个像素到十几个像素，在视场中表现为孤点或者斑点，并不能表现其自身形状、幅度分布等特征的小目标的检测。由于小目标自身的特点，再加上背景的复杂性，它的检测与跟踪相对于面目标和大目标要困难的多。

目前基于红外图像的小目标检测方法主要有两个重要的发展方向：先检测后跟踪(Detect Before Track，简称DBT)以及先跟踪后检测(Track Before Detect，简称TBD)。DBT是指在跟踪目标前先通过目标像素的强度检测出目标，进而通过一定的判定准则来修正检测结果，最终得到目标的位置及运动轨迹，实现对目标物体的实时检测与跟踪。其一般流程是：首先采用背景抑制技术消除原始图像中的背景信号及噪声杂波，得到潜在目标点；接着根据图像中目标的特性设定一个判决准则，并根据此准则对潜在目标点进行判断，剔除虚警点；最后将最终确认的目标的中心坐标输出，从而实现跟踪的效果。与TBD相比，DBT操作简单，易于实现，适用于信噪比较高的图像检测。

但是这几种检测方法，当空中存在云层干扰或者存在地物背景干扰时，无法剔除背景杂波并将目标凸显出来，进而干扰了真实目标的检测。

发明内容

本发明的实施方式旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的实施方式需要提供一种红外图像的小目标检测方法与系统。

本发明实施方式的一种红外图像的小目标检测方法，其特征在于，包括：

步骤1，利用中值滤波技术对原始红外图像进行处理；

步骤2，利用背景差分技术对原始红外图像和中值滤波后的图像进行差分背景抑制处理；

步骤3，对差分背景抑制处理后的图像使用预设的阈值进行梯度锐化处理；

步骤4，提取梯度锐化后的图像中的红外小目标。

一种实施方式中，步骤1包括：

步骤11，将选取好的预设模板的中心与原始红外图像中被选中的像素点重合，并在该图像中依次滑过该模板；

步骤12，读取图像中模板滑过的对应像素点的灰度值；

步骤13，对读取的灰度值进行排序；

步骤14，依据中值滤波原理从排序结果选取最中间的灰度值；

步骤15，将取出的灰度值赋给图像中对应模板中心位置的像素，遍历整个图像完成中值滤波过程。

一种实施方式中，步骤2包括：