基于焦平面調(diào)制特性的空間點目標檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于焦平面調(diào)制特性的空間點目標檢測方法，包含以下步驟：(1)窗口掃描紅外圖像，得到窗口內(nèi)圖像近似為圓的方向數(shù)指標；(2)根據(jù)方向數(shù)，初步判斷該窗口包含的圖像為背景或是目標；(3)若窗口包含的圖像為目標，計算窗口中目標形狀的圓指數(shù)；(4)通過圓指數(shù)計算檢測門限；(5)圓指數(shù)與檢測門限進行比較，判斷該窗口包含區(qū)域為背景或是目標。本發(fā)明利用焦平面對空間弱小目標紅外成像近似為圓的調(diào)制特性，通過目標的形狀判斷，進行目標檢測，仿真表明，本發(fā)明可有效去除噪聲和傳感器焦平面中強點和盲點的影響，對空間弱小目標檢測有良好的性能。
【專利說明】基于焦平面調(diào)制特性的空間點目標檢測方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于目標檢測領域，涉及空間背景下的點目標檢測方法，特別涉及一種基于焦平面調(diào)制特性的空間點目標檢測方法。
【背景技術】
[0002]當空間目標與紅外傳感器間的距離遙遠，目標在紅外圖像中表現(xiàn)為所占像素較少的點目標，并且僅從紅外圖像上難以獲得具體輪廓和形狀，且信噪比較小。對空間點的檢測對于發(fā)現(xiàn)太空垃圾、空間預警等有重要的意義。在空間目標的檢測領域中有很多的方法，單幀的方法有top-hat濾波法、環(huán)繞中心差法濾波法、分形法濾波法等，這些方法對于空間目標檢測具有一定的效果，但這些算法首先對背景進行預測，然后再在去除背景影響的基礎上進行目標檢測，就空間目標檢測而言，空間背景相對干凈，除恒星自身干擾、行星反射恒星能量干擾之外，幾乎沒有其他外界干擾，而相對繁瑣的背景預測使算法變得復雜，實時性較差；同時，以上算法為兼顧其他復雜背景下的點目標的檢測，沒有充分考慮在空間中，弱小點目標受焦平面調(diào)制作用影響。紅外圖像中的像素點經(jīng)過點擴散函數(shù)調(diào)制后，在紅外圖像中近似表現(xiàn)為圓形。目前常用的單幀圖像點目標檢測算法沒有利用到焦平面的調(diào)制效應，另外也難以利用單幀圖像有效地去除噪聲、傳感器焦平面中的強點和盲點所導致的假目標。通過本發(fā)明的檢測方法，在有效檢測紅外圖像中的點目標的同時，還可以有效去除由于噪聲、焦平面的強點和盲點導致的虛警。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明是針對目前單幀紅外點目標檢測在空間中應用時，程序較為復雜，實時性較差，沒有充分考慮焦平面對空間點目標的調(diào)制作用，現(xiàn)存點目標檢測算法，無法有效地去除噪聲和傳感器焦平面中強點和盲點的影響這些缺點，給出的一種基于焦平面調(diào)制特性的空間點目標檢測方法，其為一種新的空間紅外點目標的檢測方法，來實現(xiàn)空間中點目標的有效檢測。
[0004]本發(fā)明解決其技術問題所采用以下技術方案:一種基于焦平面調(diào)制特性的空間點目標檢測方法，包括以下具體步驟:
[0005]步驟(1)、窗口掃描紅外圖像，得到窗口近似為圓的方向數(shù)指標；掃描窗口大小為M1XM2, I (x0, y0)為窗口中紅外圖像中心點的像素值，設置門限系數(shù)為th_coe,選擇當x取
值范圍為[1，3]時，
【權利要求】
1.基于焦平面調(diào)制特性的空間點目標檢測方法，其特征在于:該方法的步驟如下: 步驟(1)、窗口掃描紅外圖像，得到窗口內(nèi)圖像近似為圓的方向數(shù)指標；掃描窗口大小SM1XM2, I (x0, y0)為窗口中紅外圖像中心點的像素值，根據(jù)紅外成像系統(tǒng)的性能，以及點擴散函數(shù)，設置門限系數(shù)為th_coe，選擇當X取值范圍為[1，3]時，
2.根據(jù)權利要求1所述的基于焦平面調(diào)制特性的空間點目標檢測方法，其特征在于:所述步驟(1)中門限系數(shù)th_coe的設置，是由成像系統(tǒng)及點擴散函數(shù)決定的，選擇當X取值范圍為[1，3]時，的函數(shù)值作為
3.根據(jù)權利要求1所述的基于焦平面調(diào)制特性的空間點目標檢測方法，其特征在于:所述步驟(2)中設置方向數(shù)門限thl，Sn < N □ thl，則該窗口表示背景，反之，則該窗口可能包含目標，thl為常數(shù),取值范圍為[2/3，3/4]。
4.根據(jù)權利要求1所述的基于焦平面調(diào)制特性的空間點目標檢測方法，其特征在于:所述步驟(3)中計算面積比R =
5.根據(jù)權利要求1所述的基于焦平面調(diào)制特性的空間點目標檢測方法，其特征在于:所述步驟⑷中檢測門限為th = mean (s)+k.std(s),其中，mean( □)表示求均值，s表示new_X > I的點，k為系數(shù)，k的取值范圍為[1，5]。
【文檔編號】G06T5/00GK103971371SQ201410210333
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月17日 優(yōu)先權日:2014年5月17日
【發(fā)明者】王文光, 李晨鳴, 石家寧 申請人:北京航空航天大學