一种密集恒星背景的弱小目标检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种密集恒星背景的弱小目标检测方法，属于图像处理领域，其主旨在于解决恒星背景的大视场、高探测能力条件下的弱小目标检测问题，其首先采用帧间配准差分削弱恒星干扰，然后采用简单高效的自适应均值+K倍方差的方法进行图像分割；再采用二值统计滤波进行目标聚类和去除孤立噪声点；然后用线段标记得到目标位置、大小、灰度和外接矩形等特征；利用帧间位置相关的方法提取静止目标(同时去除未差分干净的恒星边缘和双星边缘)；利用基于逻辑的最近邻方法进行航迹检测，最终实现弱小目标的检测。通过一系列预处理后，送给航迹关联的候选目标少，一般控制在几个至十几个左右，因此航迹关联效率高，目标检测效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种密集恒星背景的弱小目标检测方法及装置
本专利技术属于图像处理领域，涉及一种目标检测方法，特别涉及一种适用于密集恒星背景的弱小目标检测方法。
技术介绍
空间目标的检测跟踪可用雷达和光电设备，当需检测跟踪的目标轨道较高，面积很小时，雷达检测跟踪就显得有些困难了。对此类目标，地基光电望远镜就显示出其巨大的优势，要想探测中高轨道的小碎片，望远镜必须有足够的探测能力，随着望远镜探测能力的增强，望远镜视场内很多微弱恒星也被探测到，这样在视场内既有目标，又有大量的恒星。如何从密集恒星背景中快速有效地检测到目标，并把目标提取出来是图像处理的一个技术难点。当地基光电望远镜视场大、探测能力高时，图像中恒星密集，一般采用差分去除恒星的方法，但差分方法并不能完全去除恒星干扰，因此参与航迹关联的后续目标较多，计算量和计算速度都很难满足实时系统的需求，此外还可能造成很高的虚警，针对这些问题，本专利技术给出了一套简单高效的解决办法。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题：本专利技术提出了一种适用于密集恒星背景的弱小目标检测方法，解决了恒星背景的大视场、高探测能力条件下的弱小目标检测。降低了目标检测的虚警率，提高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于密集恒星背景的弱小目标检测方法，其特征在于步骤如下：步骤(1)、差分：接收序列图像，进行帧间配准差分；步骤(2)、图像分割：采用m+kσ门限计算方法对图像进行分割，m是全图均值，σ是全图的均方差，k为经验值，k取值范围为3.0‑7.0；步骤(3)、目标聚类：对步骤(2)图像分割后的二值图像逐像素统计N×N邻域内目标像素个数，当其大于C时，该像素代表的是目标，予以保留，否则剔除掉该像素；表示为：B′(x,y)=1ifΣ(x,y)∈(N×N)B(x,y)>C0else]]>其中，B(x,y)表示二值化后的图像，B'(x,y)为目标聚类后...

【技术特征摘要】
1.一种适用于密集恒星背景的弱小目标检测方法，其特征在于步骤如下：步骤(1)、差分：接收序列图像，进行帧间配准差分；步骤(2)、图像分割：采用m+kσ门限计算方法对图像进行分割，m是全图均值，σ是全图的均方差，k为经验值，k取值范围为3.0-7.0；步骤(3)、目标聚类：对步骤(2)图像分割后的二值图像逐像素统计N×N邻域内目标像素个数，当其大于C时，该像素代表的是目标，予以保留，否则剔除掉该像素；表示为：其中，B(x,y)表示二值化后的图像，B'(x,y)为目标聚类后的二值图像，N×N表示当前像素的邻域，C＝3；步骤(4)、目标标记：使用线段标记的方法，得到目标的大小、灰度及目标各像素的位置坐标；步骤(5)、静止目标检测：静止目标定义为在图像上表现为帧间位置变化很小的目标；步骤(6)、双星去除：去除步骤(5)中被检测为静止目标的恒星边缘；步骤(7)、航迹检测：使用基于逻辑最近邻的航迹检测方法检测目标轨迹，确认真正的目标。2.根据权利要求1所述的一种适用于密集恒星背景的弱小目标检测方法，其特征在于：计算帧间恒星的配准量，恒星帧间配准量与地基望远镜的纬度、指向方位、高低、像素分辨率和工作帧频相关，配准差分的配准量计算方法如下：a)计算恒星高低角速度其中，E为地基望远镜高低角，A为地基望远镜方位角，φ为时角，为地基望远镜所在的纬度；b)计算恒星方位角速度其中，z为天顶角，其他参数含义同公式(1)；c)通过公式(1)公式(2)及帧间时间间隔计算出同步目标在帧间运动量e和a，将帧间运动量a和e分别除以像素水平和垂直分辨率再取整便得到水平和垂直的像素配准量，记为：得到配准量以后将相邻两帧进行配准后差分，去掉恒星。3.根据权利要求1所述的一种适用于密集恒星背景的弱小目标检测方法，其特征在于：步骤(5)中静止目标检测具体如下：差分、分割、聚类和连续两帧目标标记后目标的位置为Ti-2,i-1(xi-1,yi-1)和Ti-1,i(xi,yi)，其中i-2,i-1,i表示帧序列号，当前帧序号为i，若满足：abs(xi-xi-1)≤nThandabs(yi-yi-1)≤nTh则Ti-2,i-1(xi-1,yi-1)和Ti-1,i(xi,yi)为潜在的检测目标，将Ti-1,i(xi,yi)保留送后续步骤处理，其中nTh为预先设定的阈值。4.根据权利要求3所述的一种适用于密集恒星背景的弱小目标检测方法，其特征在于：步骤(5)中静止目标检测中nTh的取值区间为[2,10]，nTh的取值最大不超过待检测目标的半径。5.根据权利要求1所述的一种适用于密集恒星背景的弱小目标检测方法，其特征在于：步骤(6)中双星的去除方法如下：连续两帧目标标记后目标的位置为Ti-2,i-1(xi-1,yi-1)和Ti-1,i(xi,yi)，其中i-2,i-1,i表示帧序列号，当前帧序号为i，配准量为若满足公式：则Ti-2,i-1(xi-1,yi-1)和Ti-1,i(xi,yi)为差分后双星残留的边缘，将Ti-1,i(xi,yi)从处理结果中删除，不送给航迹检测，其中nThx和nTh...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏敏，吴锡，文武，
申请(专利权)人：成都信息工程学院，
类型：发明
国别省市：四川;51