本发明专利技术公开了一种采用局部结构相似度差异的红外目标探测方法，包括如下步骤：（1）逐个像素求取结构相似度差异值，由此运算得到局部结构相似度差异图；（2）利用自适应阈值分割局部结构相似度差异值，实现探测目标的目的。本发明专利技术方法结合目标的亮度，对比度和结构特性，其探测效果符合要求，只要输入待探测的目标图像，即可得到目标所在的真实位置图。其可运用于军事目标与民用目标探测，识别等等方面，应用范围较广。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光学图像处理技术，尤其涉及一种采用局部相似度差异的红外目标探测方法。
技术介绍
目标检测技术已经广泛应用于民用及军事领域。常见的如基于可见光摄像头、微光摄像头、红外热像仪、雷达、激光探测器、超声波探测器的各种交通导航、助航、防灾施救、 军事侦察、预警、制导、导航等设备。基于数字图像的目标检测的目的是从序列图像中将目标从背景图像中提取出来。 目标区域的有效分割对于目标分类、跟踪和行为理解等后期处理非常重要，因为以后的处理过程仅仅考虑图像中对应于目标区域的像素。然而，由于背景图像的动态变化，如天气、 光照、阴影等因素的影响，使得目标检测成为一项相当困难的工作。利用图像捕捉并分析感兴趣的运动目标在许多领域有广泛的应用，在军事上用于对空检测中的多目标跟踪、机载或弹载前视红外图像中的目标检测等方面，在运输上用于交通管理与场景监视、运输工具或行人的违章行为监督等方面，在医学上用于生物组织运动分析方面等等。在场景监控等安全防范领域，运动目标检测与分析技术尤其得到了广泛应用。基于自动检测的视频监控系统，与原来完全依靠人眼来进行监控的系统相比，大大减轻了监控人员的工作强度，减少了漏报问题。这些系统在工业生产部门、交通控制系统、金融和社区的安全防范系统中得到了广泛的应用。随着红外成像器件的发展，红外图像越来越多地被应用于目标检测、识别等各个领域。红外图像目标检测属于复杂背景下的目标检测，这是相对于简单背景而言的。简单背景一般指人工背景，如纸张、墙壁、黑板等。特点是背景单一、均勻，其典型应用有工件的识别，文字识别。复杂背景一般指自然背景，如天空、海洋、地面等各种环境。另外，红外图像具有较大的随机噪声和非均勻性干扰，这也是在进行目标检测与分析时必须克服的困难。红外热成像技术因其依靠热成像的原理，使其在雨、雾等恶劣气候条件下具备全天候超视距的能力，目前已成为各国军方和民间研究机构的研究热点。尤其在军事方面，红外成像技术是国家依赖的主要探测技术手段之一，红外成像技术是现代高技术局部战争使用的主要技术之一。大量使用弹道导弹和远程巡航导弹突击战略目标，是现代高技术局部战争的特点之一。现代战争中，弹道导弹和远程巡航导弹都已作为有效突击和反击武器得到大量使用。 用导弹预警卫星对其早期预警、检测、跟踪、识别，及时进行预警和实施拦截，直接关系到国家战略目标的安全；侦察卫星、地球资源遥感卫星、气象卫星对国家安全和经济利益有重大影响；而红外成像技术是上述卫星的关键技术。根据红外成像特性可知，运用红外图像进行目标探测的技术，是提升目标探测能力的根本途径之一
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提出 LDSSIM (local different of structure similarity)，该方法可有效检测目标。本专利技术采用局部结构相似度差异的红外目标探测方法主要思路是对于目标图像/中的目标，其总是与周围的背景有着截然不同的特征。利用结构相似度差异的逐个像素求取，可以有效得到整幅目标图像中的局部结构相似度差异的分布图从根据从可以得到若干潜在目标区域，利用阈值法处理从可以有效地区分出目标与背景。LDSSIM，包括如下步骤(1)对于目标图像/中的任意一个像素/(i，j)，求取其与周围区域的结构相似度差异值々(i，j)。具体是从/选取以(i，j)为中心的AixF像素大小的矩形图像块ζ为中心块，并且选取ζ的 8邻接同等尺寸的图像块(k=l，2，…8)。将ζ与的结构相似度均值作为最终的々(i，j)的决定因素A(U) = I-Iznh^),所述的SSIM为结构相似度，表征两个信号的权利要求1.，其特征在于该方法包括如下步骤步骤1.对于目标图像/中的任意像素/(i，j)，求取其与周围区域的结构相似度差异 D{i, j)，称为/在像素(i，j)处的结构相似度差异值；步骤2.对目标图像/中各个像素进行步骤1操作，得到与/相同尺寸大小的结构相似度差异图D ；步骤3根据步骤2中得到的结构相似度差异图D，设定阈值 ，标定大于阈值的部分为目标位置，最终探测到目标图Targetjnap il D (i.j)^ 、0 D(J,J) <t2.如权利要求1所述的红外目标探测方法，其特征在于，步骤(1)求取/在像素(i，j) 处结构相似度差异々(i，j)的方法为从/选取以(i，j)为中心的MxF像素大小的矩形图像块C(i，j)为中心块，并且选取C的8邻接同等尺寸的图像块&(i，j)，k=l，2，…8;将ζ与九的结构相似度均值作为最终的々(i，j)的决定因素DM = 1 —去Σ5fH(Wfc)；所述的SSIM为结构相似度，表..O Jt征两个信号的相似程度。3.如权利要求2所述的红外目标探测方法，其特征在于，中心块χ与周围块_Fk的结构相似性度量将分为3个成分的比较，包括亮度，对比度与结构 5S7if(‘T,;^)=22，^sim < ι,^Π H 十其中 、代表亮度相似性KuJ= ^2^r ,k^>\) 作凡+cI2σχσ +c2,、代表对比度相似性。0力.)=^2^,,σν +c3,、代表结构相似性权yd= ^l-T-,办 Λ)札3u代表均值， ,代表方差，为协方差4，c2, c,为常数。全文摘要本专利技术公开了，包括如下步骤(1)逐个像素求取结构相似度差异值，由此运算得到局部结构相似度差异图；(2)利用自适应阈值分割局部结构相似度差异值，实现探测目标的目的。本专利技术方法结合目标的亮度，对比度和结构特性，其探测效果符合要求，只要输入待探测的目标图像，即可得到目标所在的真实位置图。其可运用于军事目标与民用目标探测，识别等等方面，应用范围较广。文档编号G06T7/00GK102254186SQ20111022048公开日2011年11月23日 申请日期2011年8月3日 优先权日2011年8月3日专利技术者冯华君, 徐之海, 李奇, 赵巨峰, 陈跃庭 申请人:浙江大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种采用局部结构相似度差异的红外目标探测方法，其特征在于该方法包括如下步骤：步骤１．对于目标图像ｆ中的任意像素ｆ（ｉ， ｊ），求取其与周围区域的结构相似度差异Ｄ（ｉ， ｊ），称为ｆ在像素（ｉ， ｊ）处的结构相似度差异值；步骤２．对目标图像ｆ中各个像素进行步骤１操作，得到与ｆ相同尺寸大小的结构相似度差异图Ｄ；步骤３根据步骤２中得到的结构相似度差异图Ｄ，设定阈值ｔ，标定大于阈值的部分为目标位置，最终探测到目标图Ｔａｒｇｅｔ＿ｍａｐ：。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵巨峰，冯华君，徐之海，李奇，陈跃庭，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86
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