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《基于数字图像处理的雷达图像动目标点迹提取和跟踪》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、1999年第1期舰船电子工程总第109期基于数字图像处理的雷达图像动‘目标点迹提取和跟踪白素萍张子鹤(武汉数字工程研究所武昌43074)摘要本文将数字图像处理技术应用于雷达图像,以提取和跟踪动目标点迹。关键词雷达图像点迹提取跟踪,,许多噪声因此在进行处理前必须对图像进前言。行平滑去噪连续雷达图像经过平滑去噪后采用图像减法器、图像相关器进行处理,提取,目前在雷达系统中主要是对一维回波。。和跟踪动目标点迹其方案设计如图1数据进行处理,由雷达提取器、跟踪机等完成动目标的点迹提取和跟踪,然后通过网络传3平滑去噪。输到显控台进行显示信号处理与图像显示:平滑去噪方法主要分为两大
2、类。由两个独立的系统完成而采用数字图像处:,A全局处理对噪声图像的整体或大的,理技术对雷达二维图像进行处理则可以合。:分块进行校正以得到平滑的图像例如,,、并信号处理与图像显示系统减少传输降低Wiener滤波最小二乘滤波和一维或二维,,。噪声增加可靠性降低硬件成本。Kalman滤波等技术用全局处理方法进行。处理时需知道信号和噪声的统计模型2动目标点迹提取和跟踪方案,:B对噪声图像使用局部算子当对某一设计,像素进行平滑处理时仅对它的局部小领域。根据雷达工作原理和数字图像处理技术内的一些像素加以运算这种方法计算效率,,的要求以显控台一次视频板的帧缓存器输高也是近年来图像
3、平滑去噪技术研究的主。出的雷达原始图像(X一Y坐标系)为基础进要倾向行数字图像处理,提取和跟踪动目标点迹,处雷达图像不可能用简单的随机过程精确、,理后在显控台显示动目标点迹图像动目标的描述其统计模型并且使用这些技术计算,,,点迹和雷达原始图像等叠加的图像从而在很费时间因此采用B类算法中的中值滤、。显控台完成由雷达提取器跟踪机等完成的波法。功能雷达原始图像在生成和传输过程中常中值滤波法是对一个滑动窗口内的诸像受到各种噪声源的干扰和影响而使图像混有素灰度排序,用其中值代替窗口中心像素的:收稿日期1998年12月20日J急第10:9期白素萍等基于数字图像处理的雷达图像动目
4、标点迹提取和跟踪赓画到嗯赢刃一一L一一一一一一一一一」:匕一一了一一一次视频板’’------~一------网一一{—一}巨到显控台零图像减法器{{图像相关器图1动目标点迹提取和跟踪方案设—计原来灰度,是一种非线性的图像平滑。对于信息。当然,在相邻帧图像上的随机噪声分脉冲干扰及椒盐噪声抑制效果好,同时能较布是不同的。对每帧图像都已采用中值滤波。,。,好地保持边缘信息采用不同形状和大小的法进行滤波去掉了高频噪声因此相邻帧。,窗口对图像进行处理会得到不同的效果雷图像进行相减运算后可以有效消除雷达图,,。,达图像的噪声分布通常为高斯分布采用菱像背景获得动目标点迹但是可能
5、有鸟。、,、形窗口进行中值滤波效果较好群昆虫等的干扰或其它原因鸟群昆虫等也具有一定的速度运动,在相邻帧图像形成4图像减法器,不同的信息所以在进行相减运算后获得的图像减法器是采用相减运算来提取雷达。差值图像会有少量的噪声。,图像的动目标点迹图像的相减运算又称连续雷达图像除了具有像素点位置信息,,。差分运算或减影技术是指对同一景物在不:1外还具有时间信息设雷达图像在任意,,,,同时间获得的图像或同一景物在不同波段的时刻形成图像fl(xyt1)t时间后经过△,。,,,图像进行相减获得差值图像差值图像提在t2=:1十△t时刻形成图像f2(xyt2)进,,,,。供了图像间的差
6、异信息能用以指导动态监行相减运算获得差值图像g(xytl)其、、测运动目标检测和跟踪图像背景消除及目。计算公式如下。,,g(xy)x,,tx,,x,,标识别等工作设差值图像函数为g(yl)=fl(ytl)一fZ(ytZ)同一景物在不同时间获得的图像函数分别为x,,差值图像g(yt1)具有图像间的差异信,、,,fl(xy)f2(xy),,相减运算表达为息有效地消除了雷达图像背景获得了混有x,y=x,x,。g()fl(y)一f2(y)少量噪声的动目标点迹图像图像减法器的,雷达辐射电磁波并根据接收到的回波设计如图2,将连续雷达图像输入,任意帧进。所携带的信息成像动目标对电
7、磁波产生反行相减运算后,输出获得的差值图像。射形成回波的同时,地物(如山脉、植物、树林、各种建筑物)、海面等也会产生回波形成5图像相关器。,图像中背景相邻帧的雷达图像相隔时间图像相关器就是采用相关运算对差值图,、很短像地物海面等固定物在短时间内是不像中的点迹进行匹配,区分目标和噪声,获得,会有改变的由它们形成的图像背景在短时。和跟踪动目标点迹,间内也是不会有改变的而动目标由于不断5.1相关运算,以一定的速度运动形成相邻帧图像的不同在雷达图像中,动目标一般是由一定数舰船电子工程1999年第1期了二二、差值图像i}⋯连续帧图像第帧图像火丫夕_⋯算‘帧)⋯延迟第i一1
