[发明专利]一种基于形态学和视觉注意机制的红外小目标检测方法

说明书

本发明属于目标检测技术领域，具体涉及一种基于形态学和视觉注意机制的红外小目标检测方法。本发明包括以下步骤：利用形态学方法进行图像增强；利用利用高斯差分DoG滤波器对增强后图像进行处理；将高斯滤波后的目标周围区域分为A0、A1和A2三部分，并统计各区域之间的亮度关系，如果其像素亮度关系满足草帽型分布，则将该区域标记为候选目标区域，并记录区域的大小；根据A0、A1、A2之间的亮度关系以及A0区域的大小，对候选区域做进一步增强处理；经过上述处理之后，将图像矩阵亮度最大值的位置记作红外小目标位置。本发明能够自动判别红外小目标的大小，在增强小目标的同时抑制复杂背景杂波干扰。

技术领域

本发明属于目标检测技术领域，具体涉及一种基于形态学和视觉注意机制的红外小目标检测方法。

背景技术

由于环境场景复杂、地域跨度大、远距离成像等原因往往使得采集的红外图像目标具有如下特点：目标尺寸小、缺乏纹理和形状信息、易受背景干扰，易被杂波淹没，红外图像目标的尺寸通常小于80个像素。因此，亟需研究复杂背景下红外弱小目标的有效检测技术。

红外小目标检测通常包括预处理阶段和目标检测阶段。预处理方法分为基于背景特性的图像预处理和基于目标特性的图像预处理。其中基于背景特性的预处理方法具体主要包括空域滤波、时域滤波及变换域滤波。基于目标特性的图像预处理方法包括奇异值分解、小波变换和自适应滤波技术等。在单帧图像预处理完成后，采用最大类间方差法、直方图阈值法、迭代法、最大熵法等阈值分割算法分离目标和背景。随着技术不断发展，数学形态学理论、模糊理论、遗传算法等也广泛应用于红外小目标检测领域。

虽然研究者提出了众多红外小目标检测技术，但是现有方法仍然不能很好地从复杂背景中检测出红外小目标。

发明内容

本发明的目的在于解决现有方法不能很好地从复杂背景中检测出红外小目标的问题，为此，本发明提出一种基于形态学和视觉注意机制的红外小目标检测方法。本发明首先使用形态学方法和高斯差分DoG滤波对小目标进行初步增强；然后根据视觉注意机制进一步增强小目标，使得小目标成为图像中最显著的区域。该方法能够有效检测红外弱小目标。

本发明的目的是这样实现的：

一种基于形态学和视觉注意机制的红外小目标检测方法，包括以下步骤：

(1)利用形态学方法进行图像增强；

(2)利用利用高斯差分DoG滤波器对增强后的图像进行处理；

(3)将高斯滤波后的目标周围区域分为A0、A1和A2三部分，并统计各区域之间的亮度关系，如果其像素亮度关系满足草帽型分布，则将该区域标记为候选目标区域，并记录区域的大小；

(4)根据A0、A1、A2之间的亮度关系以及A0区域的大小，对候选区域做进一步增强处理；

(5)经过上述处理之后，将图像矩阵亮度最大值的位置记作红外小目标位置。

本发明的有益效果在于：

a.自动判别红外小目标的大小；

b.增强小目标的同时抑制复杂背景杂波干扰。

附图说明

图1为本发明区域划分图；

图2为本发明实验结果图，其中图2(a)为一幅包含红外小目标的原始图像，图2(b)为原始图像的灰度分布图，图2(c)为使用本方法增强后的图像灰度分布图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步详细说明。

设I为含有红外小目标的图像矩阵，其尺寸为H×W像素，I(i,j)表示(i,j)位置处图像的亮度。本发明的具体实现步骤如下：