一种天基红外空中目标多帧检测方法、系统、介质及设备技术方案

本发明专利技术属于红外遥感和红外空间技术领域，公开了一种天基红外空中目标多帧检测方法、系统、介质及设备，包括：确定基准帧I

【技术实现步骤摘要】
一种天基红外空中目标多帧检测方法、系统、介质及设备


[0001]本专利技术属于红外遥感和红外空间
，尤其涉及一种天基红外空中目标多帧检测方法、系统、介质及设备。

技术介绍

[0002]目前，现有的红外小目标检测方法大多是针对地面或空中的检测，而不是天基的检测，因为天基平台的条件与地面和空中平台的条件有很大的不同。空中目标与天基红外探测器之间的距离大于300km，由于红外遥感的分辨率较低以及大气干扰，光学散射和衍射等因素的影响，空中目标在红外图像中多表现出尺寸小和能量弱的特点，符合红外弱小目标的标准。能量弱意味着目标和背景之间的对比度不够明显，而小尺寸意味着目标没有一定的形状和纹理特征。另外，在实际应用场景中，天基红外图像的背景由云、陆地、海洋和各种随机噪声组成，这些背景中存在很强的背景杂波，其灰度值远大于空中目标灰度值。此外，天基平台可提供的计算资源有限，因此天基平台难以对原始红外图像进行充分的预处理，难以缩小目标与杂波之间的强度差距；同时有限的计算资源也限制了天基检测算法的性能，降低了检测效率。由于上述原因，空中目标天基有效检测仍然是一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种天基红外空中目标多帧检测方法，其特征在于，所述天基红外空中目标多帧检测方法包括：确定基准帧I
b
和参考帧I
b+l
和I
b
‑
l
，在三帧图像中提取局部切片，通过局部相似度匹配估计[b
‑
l，b+l]区间内背景移动方向后，分别构建双向时空联合模型和空间背景抑制模型，实现对红外空中目标增强和强杂波抑制，获得显著性映射图；设置自适应分割阈值，显著性映射图中灰度值高于阈值的即为空中目标。2.如权利要求1所述天基红外空中目标多帧检测方法，其特征在于，所述天基红外空中目标多帧检测方法包括以下步骤：步骤一，分别进行局部切片提取和局部切片群提取；步骤二，分别进行局部归一化和相似度匹配；步骤三，构建双向时空联合模型，并进行背景移动方向估计；步骤四，进行空间背景抑制，并获取像素(x，y)处的显著性映射值；步骤五，计算自适应分割阈值T对I
map
进行二值化分割，确定目标位置。3.如权利要求2所述天基红外空中目标多帧检测方法，其特征在于，所述步骤一中的分别进行局部切片提取和局部切片群提取包括：(1)局部切片提取在I
b
中位置(x，y)处，根据目标大小提取局部切片I
b
(x，y)，记为R
11
，局部切片从左至右，自顶向下移动，b表示基准帧，是图像序列的第b帧；扩大局部切片的区域，使得在后续相似度匹配步骤中提升背景区域像素的权重，R
11
内各个元素的位置位于(x，y)的邻域内：其中，(i，j)为局部切片R
11
内元素在I
b
中位置，s为目标尺寸半径，由原始图像中的实际目标尺寸而定；(2)局部切片群提取在参考帧I
b+l
中，提取I
b+l
(x，y)处的3
×
3邻域，用Ω
local
表示，定义如下：Ω
local
＝{(p，q)|max(|p
‑
x|，|y
‑
q|)≤1}；其中，(p，q)为参考帧I
b+l
中像素坐标；分别以Ω
local
内各个像素为中心提取其局部切片，记为R
2m
，m＝1，2，3，...，9，所述9个局部切片尺寸与R
11
相同；定义局部相似度函数，计算R
11
和R
2m
之间的相似程度r
m
，并将r
m
中最大值定义为基准帧和参考帧在位置(x，y)处的匹配系数r1(x，y)，确定R
2m
中与R
11
相似度最大的布局切片的序号m
max
；相关操作如下：r1(x，y)＝max(r
m
)；其中，|*|表示取绝对值操作，*表示取局部切片灰度值均值。(3)提取I
b
‑
l
中的局部切片R
31
，各个元素位于(x，y)的邻域内：其中，(i，j)为局部切片R
31
内元素在I
b
‑
l
中位置；
根据局部归一化函数获得R
31
的局部归一化切片根据相似度函数计算计算R
11
和R
31
之间的匹配系数r2(x，y)：4.如权利要求2所述天基红外空中目标多帧检测方法，其特征在于，所述步骤二中的分别进行局部归一化和相似度匹配包括：(1)局部归一化通过局部归一化函数分别将所述局部切片像素的灰度值归一化至[0，1]；由于R
11
和R
2m
维度相同，因此两类局部切片内的坐标均用坐标系(g，h)，g，h∈{1，2，...，6
×
s+9}表示；局部归一化函数的定义如下：(g，h)，g，h∈{1，2，...，6
×
s+9}；其中，R
nor1
(g，h)表示R
11
内(g，h)处像素经过归一化后的值，同理；(2)相似度匹配定义局部相似度函数，计算R
11
和R
2m
之间的相似程度r
m
，并将r
m
中最大值定义为基准帧和参考帧在位置(x，y)处的匹配系数r1(x，y)，确定R
2m
中与R
11
相似度最大的布局切片的序号m
max
；相关操作如下：r1(x，y)＝max(r
m
)；其中，|*|表示取绝对值操作，表示取局部切片灰度值均值。5.如权利要求2所述天基红外空中目标多帧检测方法，其特征在于，所述步骤三中的构建双向时空联合模型并进行背景移动方向估计包括：(1)构建I
b
和I
b+l
的时空联合模型进行局部帧间差分，抑制背景和强杂波：其中，R...

【专利技术属性】
技术研发人员：饶鹏，陈忻，陈略，黄茂潼，
申请(专利权)人：中国科学院上海技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：