基于能量積累的紅外探測目標(biāo)識別方法研究.pdf

1、紅外熱成像技術(shù)是研究紅外輻射、傳輸、轉(zhuǎn)換、探測及應(yīng)用的一種高新技術(shù)，它在軍事、醫(yī)學(xué)治療、偵探等領(lǐng)域具有重要作用：目前在地震、火災(zāi)，以及爆炸、礦井坍塌、滑坡等各種災(zāi)后搜索、救援、跟蹤等工作中也扮演著越來越重要的角色。 在災(zāi)害現(xiàn)場，紅外搜索系統(tǒng)能探測到是否存在幸存者，從而挽救生命。他們的工作目標(biāo)就是把人體目標(biāo)從復(fù)雜的背景中識別出來。應(yīng)用于災(zāi)后救援的紅外熱成像儀具有體積小、攜帶方便、堅(jiān)固等特點(diǎn)，而其目標(biāo)識別完全靠救援者的眼睛去完成。紅

2、外圖像存在對比度低、視覺效果模糊、層次感差、邊緣模糊，紋理細(xì)節(jié)幾乎不可見等特點(diǎn)。尤其在救援現(xiàn)場存在兩種情況，其一是環(huán)境惡劣，存在濃煙、大霧、背景噪聲大等特點(diǎn)，所得到的圖像模糊、分辨率低、對比度低、信噪比低，圖像質(zhì)量差；其二是我們所探測到的目標(biāo)只是人體的局部，其他部位被掩埋或遮擋，所得到的圖像是人體的局部圖像。上述實(shí)際情況都給我們的識別、搜救帶來一定的難度。 針對上述實(shí)際問題，本文提出基于圖像配準(zhǔn)的能量積累算法，通過對目標(biāo)進(jìn)行不同

3、角度、方位的探測，對所得的多幀圖像進(jìn)行能量積累，提高目標(biāo)紅外圖像的對比度、信噪比，增強(qiáng)目標(biāo)圖像的可識別能力。其核心思想是通過精確配準(zhǔn)，確保目標(biāo)能量累加到同一像素點(diǎn)上。為提高配準(zhǔn)精度，本文使用基于特征點(diǎn)的配準(zhǔn)方法，首先通過小波多尺度分析進(jìn)行邊緣檢測，再用Harris算子提取邊緣特征點(diǎn)，并利用相關(guān)函數(shù)確定同名特征點(diǎn)對；其次用仿射變換對基準(zhǔn)圖像和待配準(zhǔn)圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，求取配準(zhǔn)系數(shù)，用最小二乘法擬合來求出一個(gè)最佳解，更準(zhǔn)確的獲得變換關(guān)系，再對待配

4、準(zhǔn)圖像進(jìn)行重采樣，提高配準(zhǔn)精度；最后將配準(zhǔn)后的圖像進(jìn)行能量積累，對不同角度探測到的同一目標(biāo)紅外圖像進(jìn)行累加，積累目標(biāo)能量、抑制背景噪聲、提高了紅外圖像信噪比和對比度。 最后本文對該算法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)仿真，模擬災(zāi)害現(xiàn)場不同角度所探測到的人體紅外模糊圖像、局部圖像，將實(shí)驗(yàn)分成全人紅外圖像、全人模糊紅外圖像、僅能看到頭部的紅外圖像和僅能看到手腳的紅外圖像這四個(gè)部分，分別對其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與仿真分析。仿真分析評價(jià)結(jié)果及相關(guān)數(shù)據(jù)證實(shí)了該算法能夠較好