云雜波成像背景的紅外運(yùn)動弱小目標(biāo)檢測算法研究.pdf

1、對于工作在地球靜止軌道的天基紅外彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)來講,紅外小目標(biāo)檢測技術(shù)是提高系統(tǒng)作用距離、增強(qiáng)系統(tǒng)防御能力的關(guān)鍵技術(shù)之一。該項(xiàng)技術(shù)在算法研究領(lǐng)域主要包括云雜波成像背景抑制與運(yùn)動目標(biāo)的軌跡提取兩項(xiàng)研究內(nèi)容,即為本文的研究重點(diǎn)。
　　在云雜波成像背景抑制的研究方面,首先建立了云層、目標(biāo)與凈空區(qū)域的時(shí)序差分統(tǒng)計(jì)模型;其次利用對數(shù)似然比假設(shè)檢驗(yàn)理論推導(dǎo)出最佳檢測算子;再次對該算子進(jìn)行工程化的簡化與近似,得到相鄰幀時(shí)序差分標(biāo)準(zhǔn)化最大值投影

2、濾波器模型。最后進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),通過與最大中值背景估計(jì)濾波等典型算法的比較,證實(shí)了本文算法能夠?qū)υ齐s波進(jìn)行有效抑制。
　　如果目標(biāo)運(yùn)動機(jī)動性不強(qiáng),此時(shí)小目標(biāo)檢測可以看作是直線條痕檢測的問題。本文參考美國在空間中段實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星上應(yīng)用的“篩選-確認(rèn)”解決方案,并提出了自己的兩點(diǎn)改進(jìn)算法:一是在原一維二元速度濾波運(yùn)動方向約束條件的基礎(chǔ)上增加了運(yùn)動速度約束條件,以降低“篩選”的虛警概率;二是在原能量累積判決采用“最高平均能量”判據(jù)的基礎(chǔ)上增加了

3、“最小能量波動”判據(jù),以提高“確認(rèn)”的檢測概率。利用Modis云層背景圖像數(shù)據(jù)庫仿真生成包含多運(yùn)動目標(biāo)的時(shí)間圖像序列,并以此作為輸入信號源分析比較了原算法與改進(jìn)算法的性能差異。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:改進(jìn)算法在二元速度濾波后候選目標(biāo)條痕數(shù)目減少到原算法的一半以下,極大地降低了“確認(rèn)”階段的計(jì)算量與存儲空間,從最終檢測結(jié)果來看,改進(jìn)算法能夠顯著區(qū)分開目標(biāo)軌跡與虛警條痕,可以實(shí)現(xiàn)對運(yùn)動目標(biāo)的實(shí)時(shí)檢測。
　　本文在最后給出了基于VC++6.0