复杂背景条件下红外图像预处理、检测方法研究.pdf

上海交通大学硕士论文 复杂背景条件下的红外图像预处理、检测方法研究 摘 要 近年来，随着计算机和数字图像处理技术的飞速发展，红外技术 开始广泛应用于制导、跟踪、自动控制、人工智能等诸多领域。由于 红外弱小目标具有距离远、面积小、形状特征弱、细节特征部分丧失、 信噪比低等特点，对红外图像的预处理、弱小目标的检测技术更是重 点和难点。如何充分发挥红外图像预处理和目标检测技术的优势，尽 可能提高目标的检测距离，在红外制导方面具有重要意义。 本文从三个主要的方面来讨论复杂背景下红外小目标的处理问 题。首先是从红外图像的预处理部分着手。因为原始图像往往会有不 同的噪声存在，如何利用红外图像的成像特性，有效地去除由于图像 成像本身和其它外因所带来的噪声是我们研究的重点；在这部分，我 们分别从差分法、门限法、空域滤波等各方面的方法进行讨论，除了 对已有的算法进行了研究之外，我们还提出了一些新的思想，最后将 各种方法的结果进行了对比和分析。在合适的预处理方法之后，我们 讨论了红外小目标的检测方法。这里，我们利用红外小目标的直方图 特性、小目标的能量、熵信息等来进行检测，并就各种检测算法进行 了比较。最后，我们在前面的工作基础上对红外图像的分割方法进行 了深入地研究。主要侧重于基于边缘的分割方法和基于区域增长的分 割方法，同时提出了新的红外图像分割方法。 I 上海交通大学硕士论文 本文的创新性主要体现在： 1、研究了各种滤波算法并对传统中值滤波提出了改进。 2、根据某些红外图像的特点，提出了一种新的在感兴趣区域中基于 背景内容考虑的区域增长准则； 3、提出了一种基于背景象素数的红外图像分割方法； 4、利用图像中象素间的相似度和象素到种子点的相邻度相结合的方 法来分割图像； 5、利用自适应Butterworth 高通滤波器进行红外图像预处理，熵信 息来检测小目标，在这样的处理后进行各种图像分割的实现，使 得一个小目标的分割过程完整、流畅。 关键词：红外图像，复杂背景，图像预处理，红外小目标检测，红外 图像分割，感兴趣区域，区域增长，相似度，相邻度 II 上海交通大学硕士论文 THE RESEARCH OF INFRARED IMAGE PREPROCESSING AND SMALL TARGET DETECTION UNDER COMPLEX BACKGROUND ABSTRACT In recent years, with the quick development of computer and digital image processing technology, the infrared image technique start to be extensive apply in many fields like making to lead, follow, automatic control, artificial intelligence etc. As the infrared target has the characteristics that the distance is far, the area is small, the shape characteristic is weak, the detail characteristic is part lose and the SNR is low etc., it is much more important and difficult to do the job of infrared image preprocessing and detection. How