【正文】 值小于分割門限的像點(diǎn)， 均認(rèn)為是背景中的點(diǎn)，并加以濾除。即： () ? 其中， λ為加權(quán)值， λ的選擇范圍為 3— 5，mean (k)、 var(k)分別表示第 k幀經(jīng)抑制背景起伏后的圖像灰度均值和方差，設(shè)輸入圖像的大小為 N1 N2，則圖像均值和方差可表示為： T h (k ) m e a n (k ) λ v a r(k )? ? ?紅外圖像的目標(biāo)檢測(cè)及跟蹤 12N 1 N 1Hi 0 j 0121m e a n ( k ) [f ( i , j, k ) ] ( 2 .3 )NN????? ? ??12N 1 N 1 2Hi 0 j 0121v a r ( k ) [f ( i , j, k ) m e a n ( k ) ] ( 2 .4 )NN ??????? ??經(jīng)過(guò)上述的閾值處理以后，得到一個(gè)去除背景干擾和弱噪聲的目標(biāo)圖像， 這時(shí)，可能除了目標(biāo)，還有強(qiáng)噪聲點(diǎn)。 ? 典型的 DBT目標(biāo)檢測(cè)算法 ? 經(jīng)典的 DBT目標(biāo)檢測(cè)算法較為清晰分解了單幀目標(biāo)初檢測(cè)和多幀目標(biāo)確定這兩項(xiàng)任務(wù)，所以從宏觀上說(shuō)，將不同的圖像預(yù)處理及單幀目標(biāo)分割算法與不同的多幀目標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡確定算法組合起來(lái)，就可以構(gòu)成適合于不同具體研究對(duì)象的 DBT目標(biāo)檢測(cè)算法。尤其是有關(guān)紅外目標(biāo)檢測(cè)的技術(shù)也得到迅速發(fā)展。 ? 下表比較了幾種常用成像系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)： 紅外成像系統(tǒng)簡(jiǎn)介 紅外成像系統(tǒng)簡(jiǎn)介 ? 紅外成像系統(tǒng)研究發(fā)展 ? 目前紅外成像系統(tǒng)的研究主要集中在三個(gè)方面： ? 一、焦平面探測(cè)器陣列的研究。美軍每輛坦克，每個(gè)重要武器直到反坦克導(dǎo)彈都配有夜視瞄準(zhǔn)具，僅美軍第二十四機(jī)械化步兵師就裝備了上千套夜視儀。紅外成像系統(tǒng)簡(jiǎn)介 1 紅外成像系統(tǒng)的應(yīng)用 隨著紅外成像技術(shù)的發(fā)展，紅外成像系統(tǒng)已廣泛地應(yīng)用在光學(xué)遙感、夜間導(dǎo)航、目標(biāo)探測(cè)以及火控、制導(dǎo)等民用和軍事領(lǐng)域。多國(guó)部隊(duì)除了地面部隊(duì)，海軍陸戰(zhàn)隊(duì)廣泛裝備了夜視裝置外，美國(guó)的 F117隱形戰(zhàn)斗轟炸機(jī)、阿帕奇直升機(jī)、 F15E戰(zhàn)斗機(jī)、英國(guó)的旋風(fēng) GRI對(duì)地攻擊機(jī)等都裝有先進(jìn)的熱成像夜視裝備。探測(cè)器材料從傳統(tǒng)的銻化銦（ InSb）、硅化鉑（ PtSi）和銻鎘汞（ HgCdTe）向 III— V族化合物發(fā)展；探測(cè)器陣列的大小從最初的 64 64元向 512 512元、 1024 1024元甚至更高元數(shù)發(fā)展，隨著探測(cè)器元數(shù)的增多和單元尺寸的減小，對(duì)讀出電路的要求也越來(lái)越高。 紅外成像系統(tǒng)簡(jiǎn)介 ? 紅外目標(biāo)的檢測(cè)技術(shù)是紅外成像系統(tǒng)中的核心技術(shù)之一，它利用圖像處理算法對(duì)處于雜亂背景和強(qiáng)噪聲環(huán)境中的目標(biāo)進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，算法的性能對(duì)紅外成像系統(tǒng)的作用距離和智能化程度十分關(guān)鍵。 紅外圖像的目標(biāo)檢測(cè)及跟蹤 ? 閾值法 ? 依據(jù)分割閾值將目標(biāo)從背景中分割出來(lái)，通常是成像跟蹤算法中必須首先解決的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它包括閾值計(jì)算和目標(biāo)分割兩個(gè)過(guò)程。 紅外圖像的目標(biāo)檢測(cè)及跟蹤 ? ② 局部閾值法：設(shè) f (i,j)周圍的 3 3方陣中灰度值為 E=∑ ∑ f (i,j)，經(jīng)過(guò) 3x3的高通濾波后，該點(diǎn)灰度值變?yōu)?，則： ?? f ( i, j) E 0f ( i, j)f ( i, j) ( 0 1 ) ( 2 .5 )?0 f ( i, j) E 0? ? ? ??? ? ? ??? ? ? ??紅外圖像的目標(biāo)檢測(cè)及跟蹤 ? 此方法的關(guān)鍵是值的確定，提出了一種自適應(yīng)確定方法，即 =|均值一標(biāo)準(zhǔn)方差 | /標(biāo)準(zhǔn)方差。 反之，則認(rèn)為是潛在目標(biāo)區(qū)域中的點(diǎn)，予以保留。在這種假設(shè)條件下，圖像中灰度模式的運(yùn)動(dòng)將直接由物體表面相應(yīng)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)確定，由此可以導(dǎo)出瞬時(shí)速度場(chǎng)(光流場(chǎng) )，然后根據(jù)光流場(chǎng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的檢測(cè)。幀差法的參考圖像是當(dāng)前幀的前一幀，或前幾幀的結(jié)合；而背景差法采用的參考圖像是當(dāng)前場(chǎng)景的一個(gè)參考背景圖像， 紅外圖像的目標(biāo)檢測(cè)及跟蹤 ? ① 幀差法：幀差法需要存儲(chǔ)前一幀圖像，然后用實(shí)時(shí)提取的后一幀與前一幀對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)做差，或者是間隔幾幀之間對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)做差。 紅外圖像的目標(biāo)檢測(cè)及跟蹤 ? ⑤ 運(yùn)動(dòng)平均法是先提取一幅視頻圖像，然后將后續(xù)的圖像逐漸疊加到這幅圖像上一次來(lái)實(shí)現(xiàn)背景的提取，其實(shí)也就是背景的更新。 。如果小于則判定為符合分布，反之則不符合。波門實(shí)際上是跟蹤系統(tǒng)真正的處理窗口，它小于視場(chǎng)，但大于目標(biāo)，可在視場(chǎng)內(nèi)搜索并一直套住目標(biāo)。 它比邊緣跟蹤精度高，適合跟蹤比較對(duì)稱的目標(biāo)或點(diǎn)源目標(biāo)。從增強(qiáng)處理的作用域出發(fā)，圖像增強(qiáng)可分為空間域法和頻率域法兩大類。它可以使灰度動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)展，也可以使其壓縮，或者是對(duì)灰度進(jìn)行分段處理，根據(jù)圖像特點(diǎn)和要求在某段區(qū)間中進(jìn)行壓縮而在另外區(qū)間中進(jìn)行擴(kuò)展。( j, k ) a 39。 a F ( j, k ) bbab39。 。( F d ) d 39。 使得處理后的圖 像的直方圖為給定的直方圖。 ( x , y ) A1G ( j, k ) F ( x , y )L ?? ?圖像增強(qiáng)技術(shù) ? 鄰域平均法有力地抑制了噪聲，同時(shí)，也出現(xiàn)了因平均作用而引起的模糊現(xiàn)象，模糊程度與鄰域半徑成正比。另一種方法是：一維濾波器和二維濾波器交替使用。在此基礎(chǔ)上，用窗口像素分別與相應(yīng)位置上的權(quán)重因子相乘，積之和就是 F(j,k)的平滑輸出 G(j,k)。 G [ F ( j, k ) ] TG ( j, k )F ( j, k ) 。對(duì)圖像F(j,k)，其 Laplacian算子為 ： 22222F ( j, k ) F ( j, k )F ( j, k )jk??? ? ???圖像增強(qiáng)技術(shù) ? 對(duì)于二維圖像有： ? ? ? ?? ?? ? ? ?? ?2 F ( j, k ) F ( j 1 , k ) F ( j, k ) F ( j, k ) F ( j 1 , k )F ( j, k 1 ) F ( j, k ) F ( j, k ) F ( j, k 1 )F ( j 1 , k ) F ( j 1 , k ) F ( j, k 1 ) F ( j, k 1 ) 4 F ( j, k )? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?也可以寫成： 2 1F ( j, k ) 5 F ( j, k ) [ F ( j 1 , k ) F ( j 1 , k ) F ( j, k ) F ( j, k 1 ) F ( j, k 1 ) ]5??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??????上式可解釋為 Laplacian算子等于 F(j,k)與其鄰域均值之差。有下面的計(jì)算公式： 圖像增強(qiáng)技術(shù) mn22mn1E ( j, k ) F ( m , n )( 2 r 2 0 * ( 2 s 1 )1σ ( j, k ) ( F ( m , n ) E ( j, k ) )( 2 r 2 0 * ( 2 s 1 )???????????F( j,k)G(j,k)σ(j,k)?式中， m,n為以 (j,k)為中心， (2r+1)*(2s+1)的區(qū)域。彩色增強(qiáng)方法可分為偽彩色增強(qiáng)和假彩色增強(qiáng)兩類。 ? ① 密度分割法 強(qiáng)度分層是偽彩色圖像增強(qiáng)技術(shù)中原理最簡(jiǎn)單、操作最簡(jiǎn)便的一種。該方法是把圖像的各個(gè)灰度值按照一定的函數(shù)關(guān)系映射成顏色漸變的彩色 ,不同的灰度級(jí)對(duì)應(yīng)不同的彩色。中溫區(qū)域?yàn)榧t色的線性變化 ,綠色保持不變 ,產(chǎn)生黃色編碼值 。濾波后輸出圖像為 ? ? ? ?11G( j, k ) f F ( u, v ) H ( u, v ) f G( u, v )????常用的頻率域低通濾波器有： 圖像增強(qiáng)技術(shù) ? ① 理想圓形低通濾波器 ? 它是一個(gè)在傅立葉平面上半徑為 D0的圓形濾波器，其傳遞函數(shù)為： 001 。 圖像增強(qiáng)技術(shù) 圖 同態(tài)圖像增強(qiáng)框圖 圖像增強(qiáng)技術(shù) ? ? 高通濾波與低通濾波的作用相反，它使高頻分量順利通過(guò)，使低頻分量受到消弱。若偏移量與將濾波器乘以一個(gè)大于 1的常數(shù)結(jié)合起來(lái)，則這種方法稱為高頻強(qiáng)調(diào)濾波，因?yàn)樵摮Ａ砍?shù)突出了高頻部分。高頻濾波器的形式為： ? 圖像增強(qiáng)技術(shù) 其中， a是偏移量， b是乘數(shù)， 是高通濾波器的表達(dá)式。 D ( u , v ) DH ( u , v )1 。 D( u , v ) D??? ???122 2D ( u , v ) ( u v )??式中 D0為截止頻率，大于零； D(u,v)是點(diǎn) (u,v) 到傅立葉頻率域原點(diǎn)的距離。 圖像增強(qiáng)技術(shù) ? 頻率域增強(qiáng)處理 ? 低通濾波 ? 在傅立葉變換域，變換系數(shù)反映了某些圖像特征。 圖像增強(qiáng)技術(shù) ? 如圖 。這是一種均勻分層過(guò)程。對(duì)自然圖像，方法之一是將目標(biāo)物（人們所關(guān)注的對(duì)象）映射為假彩色 ――與原色不同的彩色。 使原圖像細(xì)節(jié)更容易辨認(rèn) ，目標(biāo)更容易識(shí)別 。 圖像增強(qiáng)技術(shù) ? Laplacian算子銳化時(shí)，其銳化輸出為： 22F ( j, k ) F ( j, k ) 。 G [ F ( j, k ) ] TG ( j, k )F ( j, k ) 。 圖像增強(qiáng)技術(shù) ? 梯度法 ? 梯度是圖像處理中最常用的一次微分方法。 ? ?jkF圖像增強(qiáng)技術(shù) ? 梯度倒數(shù)加權(quán) ? 梯度倒數(shù)加權(quán)平滑的第一步是建立歸一化的權(quán)重矩陣 W作為平滑的掩模。 圖像增強(qiáng)技術(shù) ? 中值濾波 ? 中值濾波是一種對(duì)干擾脈沖和點(diǎn)狀噪聲有良好抑制作用，而對(duì)圖像邊緣能較好保持的非線性圖像增強(qiáng)技術(shù)。噪聲消除法平滑時(shí)，順序檢測(cè)每一個(gè)像素，如果某個(gè)像素的幅度大于其鄰域像素的平均值，且達(dá)到一定水平，則判定該像素為噪聲，繼而用鄰域像素均值取代這一像素。 d