復雜海面背景下紅外小目標檢測技術研究.pdf

1、海面紅外搜索與跟蹤系統是一種被動式的紅外探測系統，主要用于自主搜索、檢測、獲取、跟蹤和指定潛在目標,具有隱蔽性好、抗電磁干擾能力強、角分辨率高和視場廣闊等優點，已成為現代海防和海上救援領域的重要裝備之一。由于距離遠，目標成像面積較小，且容易受到復雜背景雜波和波浪干擾,使得海面紅外搜索與跟蹤面臨最大挑戰就是小目標的檢測。近年來，為了準確地提取被淹沒在復雜海面背景下的紅外小目標，紅外小目標圖像局部差異模型在小目標檢測中的直觀性和高效性引起了

2、很大關注。然而，海面上起伏的波浪仍舊是困擾海面目標檢測的一大難題。
　　為了解決海面紅外小目標檢測面臨的難題，本文分別從紅外小目標圖像局部差異特性理論和海面波浪干擾難題的兩個角度出發，對海面紅外小目標的檢測技術進行了深入研究，開展研究工作如下：
　?、偈紫确治隽藦碗s海面下小目標的紅外圖像成像特性，指出了海面紅外小目標圖像的局部差異或突變特性以及小目標區域與周圍背景具有顯著的不連續性的特性；通過波浪形成機理和波浪波動學說引入波

3、浪波動形態特性的理論，分析了流體波浪的形態波動特性與剛體目標形態不變的特性。
　?、卺槍碗s?？毡尘跋潞Ｃ嫘∧繕藱z測的困難性，提出了海面小目標檢測算法的整體算法，同時分析和對比了常見的圖像預處理算法和海天線檢測算法，確定適合本研究的最佳預處理算法和海天線檢測算法，降低目標檢測算法的虛警概率和提高檢測算法的執行效率。
　?、厶岢鲆环N基于改進局域對比度的海面紅外小目標檢測方法。該算法引入方差加權信息熵，增強目標與背景雜波的顯著性

4、度量差異，然后通過自適應閾值從改進的局部對比度顯著圖中提取出目標。本文算法在保證低虛警率的基礎上，較大程度上提高了海面紅外小目標檢測的檢測率。
　?、茚槍Σɡ烁蓴_，本文利用目標形狀不變性與波浪形狀波動特性，提出了一種基于波浪波動分析的海面紅外小目標識別算法。試驗結果表明該識別算法在一定程度上解決了海面紅外小目標檢測與跟蹤過程中的波浪干擾難題，提高了海面小目標檢測的準確性。
　　理論分析和試驗結果表明，本文研究方法不僅能有效提