红外图像目标检测及增强

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1、实用南京理工大学作者:学号：学院(系):专业:题目:指导者：(姓名)(专业技术职务)评阅者：(姓名)(专业技术职务)年月文档实用文档实用一引言11.1红外成像系统应用11.2红外成像系统研究发展2二红外图像的目标检测及跟踪32.1典型的DBT目标检测算法32.1.1阈值法32.1.2最大距离法42.2典型的TBD目标检测算法62.2.1基于多级假设检验的TBD目标检测算法62.2.2基于光流的方法72.2.3基于求差法的方法72.3混合高斯模型原理及实现：82.4红外目标跟踪102.4.1边缘跟踪算法112.4.2优化的双边缘

2、跟踪算法：112.4.3形心跟踪算法11三图像增强技术123.1点运算14文档实用3.1.1灰度级校正143.1.2灰度变换143.1.3直方图修正183.2空域图像平滑203.1.1噪声消除法203.2.2邻域平均法213.2.3中值滤波223.2.4梯度倒数加权233.3空间域图像锐化253.3.1梯度法253.3.2Laplacian算子263.3.3高通滤波273.3.4统计差值法283.4彩色技术293.4.1什么是伪彩色增强技术293.4.2为什么引入彩色增强技术293.4.3彩色增强技术原理293.4.4假彩色增

3、强30文档实用3.4.4伪彩色增强313.5频率域增强处理353.5.1低通滤波363.5.2同态图像增强373.5.3高通滤波383.5.4高频强调滤波393.5.5小波变换增强40文档实用一引言1.1红外成像系统应用随着红外成像技术的发展，红外成像系统已广泛地应用在光学遥感、夜间导航、目标探测以及火控、制导等民用和军事领域。从二十世纪五十年代开始，红外成像技术被广泛应用于军事领域，尤其是在红外成像制导、红外告警和侦察方面。机载前视红外装置能在1500m上空探测到人、小型车辆和隐蔽目标，在20000m高空能分辨出汽车乃至能探

4、测水下40m深处的潜艇。军事需求始终是推动红外成像技术发展的最强动力，军事领域也是红外成像新技术首先得到应用的领域。海湾战争充分显示了红外技术特别是热成像技术在军事上的作用和威力。海湾战争从开始、作战到获胜都是在夜间，夜视装备应用的普遍性乃是这次战争的最大特点之一。在战斗中投入的夜视装备之多，性能之好，是历次战争所不能比拟的。美军每辆坦克，每个重要武器直到反坦克导弹都配有夜视瞄准具，仅美军第二十四机械化步兵师就装备了上千套夜视仪。多国部队除了地面部队，海军陆战队广泛装备了夜视装置外，美国的F117隐形战斗轰炸机、阿帕奇直升机、

5、F15E战斗机、英国的旋风GRI对地攻击机等都装有先进的热成像夜视装备。正因为多国部队在夜视和光电装备方面的优势，所以在整个战争期间他们掌握了绝对的主动权。多国部队利用飞机发射的红外制导导弹在海湾战争中发挥了极大的威力，他们仅在10天内就摧毁伊军坦克650辆、装甲车500辆。文档实用同时，红外成像技术也广泛地应用于工业、农业、医学、交通等各个行业和部门。红外测温、红外理疗、红外检测、红外报警、红外遥感、红外防伪更是各行业争相选用的先进技术。红外成像系统与雷达成像系统、电视成像系统一起构成当代三大成像系统。红外成像系统与雷达相比

6、，具有结构简单、体积小、重量轻、分辨率高、隐蔽性好、抗干扰能力强等优点；与可见光相比，有透过烟尘能力强、可昼夜工作等特点，因而在中近距离成像跟踪系统中，红外成像传感器受到特别重视。下表比较了几种常用成像系统的优缺点：表1.1常见成像系统的优缺点传感器类型优点缺点雷达（合成孔径、相控阵、毫米波）全天候可远距工作有测距能力结构复杂主动工作方式成像清晰度差可见光电视被动系统分辨率很高对气候敏感夜间不能工作近距离工作文档实用无测距能力红外成像靠目标自身热辐射工作分辨率高气候适应性强被动系统易受浓雾影响无测距能力激光成像有测距能力分辨率

7、高气候适应性强结构复杂搜索目标较困难主动系统1.2红外成像系统研究发展目前红外成像系统的研究主要集中在三个方面：一、焦平面探测器阵列的研究。探测器材料从传统的锑化铟（InSb）、硅化铂（PtSi）和锑镉汞（HgCdTe）向III—V族化合物发展；探测器阵列的大小从最初的64×64元向512×512元、1024×1024元甚至更高元数发展，随着探测器元数的增多和单元尺寸的减小，对读出电路的要求也越来越高。二、图像信号处理器硬件系统的研究。随着计算机技术和大型集成电路的发展，DSP（数字信号处理器）和FPGA（现场可编程逻辑器件）

8、已广泛使用在图像信号处理器中。大容量存储器和多处理器并行结构的应用，使信号处理的能力和容量成数量级的增长。文档实用三、各种检测、识别和跟踪算法和软件的研究。随着探测器水平和图像信号处理器处理能力的提高，各种复杂的算法得以在系统中实时运行。近年来针对复杂背景和各种干扰条件下的检