【技术实现步骤摘要】
基于轨迹假设和轨迹验证的红外小目标检测方法及装置
[0001]本申请涉及图像处理
，特别是涉及一种基于轨迹假设和轨迹验证的红外小目标检测方法及装置。
技术介绍
[0002]在杂波背景下，鲁棒高效的红外空中小目标检测是机载态势感知、飞行制导等领域的关键技术。此外，它一直是红外图像处理领域的一个热门话题。然而，对于受到快速相对运动和杂乱背景影响的红外探测系统来说，小型空中目标探测仍然是一个挑战。
[0003]红外小目标检测已经研究了几十年。包含在单个帧或多个连续帧中的信息被用于目标检测。因此，现有的方法可以分为基于单帧的方法和基于多个连续帧的方法。在单个红外图像中，小目标和背景之间的差异通常用于目标检测。小型红外目标通常被建模为各向同性分布的点目标。该分布是基于成像系统的点扩散函数来确定的，或者简单地通过高斯分布来近似。背景特征和局部对比度也广泛用于基于单帧的红外小目标检测。尽管这样的方法是有效的并且易于实现的，但是由单个帧提供的提示可能不足以用于鲁棒的小红外目标检测，特别是在目标非常弱并且背景杂乱的情况下。基于多...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于轨迹假设和轨迹验证的红外小目标检测方法，其特征在于，所述方法包括：获取待检测的红外图像集；利用惯性测量单元计算所述红外图像集中相邻图像间位姿并对相邻图像进行配准，在时间上对连续的三幅红外图像进行帧间差分运算，得到差分图；根据单个红外图像的平均值和标准差对差异图像进行阈值设置，利用设置的阈值将所述差分图二值化，将二值图中每个感兴趣目标区域的几何中心像素点作为候选目标；利用距离约束准则从所述候选目标中生成符合预先设置长度的轨迹假设，根据预先获取的训练集图像通过帧差法提取候选目标和轨迹假设构建大量的轨迹正负样本，将所述轨迹正负样本和对应的标签送入设计好的卷积神经网络中进行训练，得到轨迹分类模型；将生成的轨迹假设映射到掩模图像，根据所述轨迹分类模型对所述掩模图像进行检测，得到第一真实轨迹段；若当前序列段中未能从候选目标中提取出符合长度要求的轨迹假设或者轨迹分类模型没有从输入的轨迹假设中分类出真实轨迹段，将在先序列段中第一真实轨迹段与当前序列段中未符合预先设置长度的轨迹假设进行相似性计算，得到相似性度量；序列段包含多个图像帧；根据多个相似度度量构建相似度矩阵，利用预先设置的相似性松弛度阈值对所述相似度矩阵进行计算，得到二进制链接矩阵；根据所述二进制链接矩阵作为参考将所述相似度矩阵对应的轨迹假设进行合并，得到第二真实轨迹段；所述第一真实轨迹段和第二真实轨迹段为目标检测结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据单个红外图像的平均值和标准差对差异图像进行阈值设置，包括：根据单个红外图像的平均值和标准差对差异图像进行阈值设置为t
th
＝mean(d_img)+k*std(d_img)其中，mean和std分别表示平均值和标准差，k是根据经验确定的常数。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用距离约束准则从所述候选目标中生成符合预先设置长度的轨迹假设，包括：根据距离约束将当前图像帧中的候选目标与现有轨迹段链接，当轨迹段的最后一个目标所属图像帧与当前图像帧之间间隔不超过两帧时，在当前图像帧中搜索符合的候选目标，将轨迹段与符合的候选目标链接以生成新的轨迹并设置轨迹长度的比例系数c来删除候选目标数量小于c
×
L的轨迹，得到符合预先设置长度的轨迹假设，其中L表示单个序列段内图像帧的个数；所述符合的候选目标表示距离轨迹段末端的距离在指定范围内的候选目标。4.根据权利要求1至3任意一项所述的方法，其特征在于，将生成的轨迹假设映射到掩模图像之前还包括：根据最小边界矩形裁剪所述生成的轨迹假设，并将裁剪区域调整为输入图像的大小生成多个掩模图像。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，将在先序列段中真实的轨迹段与当前序列段中未符合预先设置长度的轨迹假设进行相似性计算，得到相似性度量，...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭良超，孙晓亮，毕道明，于起峰，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：
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