基于视觉显著性的红外图像小目标识别算法研究

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随着红外成像技术快速发展,红外目标识别系统在导弹精确制导、夜间导航等方面发挥着越来越重要的作用。红外小目标识别算法是红外成像检测系统的核心之一。红外小目标信噪比低,往往淹没于自然背景和系统噪声之中,如何快速、精确地识别红外小目标非常重要。本文研究基于视觉显著性的红外小目标识别算法,探究算法的识别效果并对算法进行改进和优化。对比机制是视觉显著性的重要内容,通过测量目标与邻域的对比度,确定目标的位置。本文将改进局部对比方法应用于红外小飞机识别,提取其对比度特征,同时引入图像灰度中心和轴线,轻度量化小飞机目标的形状特征。算法在本文数据集上取得了良好的效果,形状特征对于抑制高斯样噪点起到了一定作用,但会增加系统的处理时间。然而,改进局部对比方法仍然对像素级高亮噪点存在过度的处理。因此,本文对改进局部对比方法做了进一步优化,提出了一个新的对比量度:差分局部对比方法。同时,结合中值滤波和图像分块,本文提出了基于差分局部对比方法的红外小目标识别系统,并在五种有代表性的真实红外图像集下做了测试,同时与多个同类的视觉显著性算法对比。数值实验表明,本文提出的算法不仅能获得较快的目标识别速度,而且在正确识别率、虚警率、目标增强和背景抑制等方面达到了最佳性能。在此基础上,我们将并行计算引入该红外小目标识别系统,实现了单张图像处理时间最高10倍以上的加速比。
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