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1、复杂背景下小目标检测方法综述第1页，本讲稿共20页主要内容1引言2复杂背景下小目标的检测3基于图像处理的点目标检测方法4实时图像处理的评价指标5实时图像处理系统结构6实时图像处理系统的发展现状和展望7结束语第2页，本讲稿共20页1 引言n空对地的复杂背景下实时图像处理信噪比一般较低，是目前实时图像处理和识别应用中的一个难题。n其困难主要表现在两个方面n -如何在复杂背景下实时检测和识别目标n -如何在复杂背景下实时跟踪目标n算法、硬件平台、性能指标进行研究第3页，本讲稿共20页实时图像处理算法的要求n实时图像处理已经研究了很长时间，还有很多不令人满意的地方。n复杂背景对实时图像处理的处理能力提
2、出了很高的要求，其性能指标有如下特点：n高检测概率n低虚警率n快速响应n多目标处理能力第4页，本讲稿共20页实时图像处理目标与背景关系n远距离、实时性、低信噪比；n复杂背景n强干挠n多目标n目标大小变化：从微弱点目标、斑点目标、到面目标；n红外图像的非均匀性第5页，本讲稿共20页传统图像处理方法n中值滤波可能滤除微弱点目标；n不能检测远距离低信噪比目标n阈值分割失效n在有地物或海面背景时受到干扰n不能区分目标和红外干扰弹 第6页，本讲稿共20页 信号处理的方法n边跟踪、边检测n 专家识别算法n 融合算法n 目标特征不变矩法n误差外推n先跟踪后检测思想n目标聚合算法n模板刷新（目标旋转时）n重心
3、与相关融合第7页，本讲稿共20页3 实时图像处理系统结构n图像信息的二维性，处理算法复杂，运算量大；n硬件系统应采用并行流水结构，常采用nDSP和FPGA有效的结合起来n数字图像信号的接收和预处理由FPGA完成；DSP组成的图像处理器实现目标信号的实时检测、识别、跟踪处理和融合，目标匹配及去处假目标的处理并给出目标偏离视场中心的误差。n软件处理算法和视频图像处理硬件系统的研制n同等重要，某种成度上算法更重要。第8页，本讲稿共20页视频跟踪器硬件框图第9页，本讲稿共20页4实时图像处理的评价指标利用雷达的类似的概念：检测概率、虚警率、信噪比n对比度与信噪比n（1）固有对比度n （2）视在对比度
4、n 信噪比 一般用于雷达信号处理，它等同于光电系统中的对比度。nSNR=（s-u）/nS，u，分别为信号的幅值、均值和方差第10页，本讲稿共20页5 复杂背景中点目标的检测n光电探测器的首要任务就是尽可能早（远）的发现目标：n1。检测迎头目标，这时为点目标n2。光电系统扑获视场大，目标小n3。出现“追尾”情况，为小目标或点目标n4。星体测量，为点目标n可见小目标或点目标的测量是很重要的问题。第11页，本讲稿共20页点目标或小目标的检测方法n红外探测器的检测应在先验信息的引导下进行，这些引导信息包括目标距离和速度。n高通+匹配方法n背景估计法n轨迹多帧累计方法n变换检测方法n人工干涉 第12页，
5、本讲稿共20页高通+匹配方法n根据先验知识，可以有针对性地去除云和地物n等复杂背景。n 在高通率滤波中加入目标匹配，就能很好的消除复杂背景。n 红外图像的一个最重要的和最基本的特点是n亮度梯度分布，特别适合去高通匹配检测第13页，本讲稿共20页背景估计法n在搜索阶段，红外探测器处于固定静止状态，可以对背景进行估计，从而用实际图像的差来检测出目标第14页，本讲稿共20页轨迹多帧累计方法第15页，本讲稿共20页变换检测方法第16页，本讲稿共20页人工干涉第17页，本讲稿共20页6基于DSP的图像处理系统的发展现状n光机所 上世纪80年代末期采用TMS320C10 DSP 设计图像处理器并应用到实际
6、工程中n上世纪90年代中期nTMS320C20 DSP 设计图像处理器n上世纪90年代末期 TMS320C80 DSP 设计图像处理器 2000年 至今 TMS320C6000系列 DSP 设计图像处理器6202 6203 6416 设计了多种图像处理器用于各种军用和民用工程上.第18页，本讲稿共20页7 DSP技术的展望n向着集成DSP方向发展n内核结构进一步改善n进一步降低功耗和几何尺寸n与可编程器件结合第19页，本讲稿共20页8 结束语nDSP 技术是一门不断发展和创新的技术n电子技术 数字电路 模拟电路n单片机开发与计算机技术，汇编与C 语言nEDA 技术 EWB、PSPICE、PROTEL 电子制图 VHDL 和 FPGA 开发 ASIC 设计n数字信号处理与图像处理第20页，本讲稿共20页