[发明专利]一种基于方向权重的红外弱小目标检测前跟踪方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于方向权重的红外弱小目标检测前跟踪方法，属于红外弱小目标检测领域，针对基于动态规划的检测前跟踪算法进行改进与优化。

背景技术

基于动态规划的检测前跟踪算法在红外弱小目标检测中十分有效，其通过帧间目标能量的积累提升检测图像的信噪比，进行较为可靠的检测。但由于缺乏较为精确的跟踪过程，每一次的积累中目标能量会向其邻域的积累窗中扩散，导致了较高的虚警率和较低的检测率。

发明内容

本发明技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种基于方向权重的红外弱小目标检测前跟踪方法，有效的解决了传统基于动态规划的检测前跟踪技术在弱小目标检测中目标能量扩散严重而导致的高虚警率和低检测率的问题；同时使得在低信噪比下，目标能量沿运动方向获得了更加有效的积累，进而提高了检测概率。

本发明技术方案为：基于方向权重的红外弱小目标检测前跟踪方法，其步骤如下：

（1）用前两帧图像进行积累函数和路径信息初始化；

（2）根据当前积累点的位置和保存的路径信息，对目标运动做最小二乘估计；

（3）根据目标运动的估计值计算当前积累点的方向权重；

（4）对目标区域叠加相应的方向权重后进行能量积累，计算积累函数值并保存积累路径；

（5）输入下一帧图像，重复步骤（2）—（4）进行能量积累直至最后一帧图像；

（6）对最终的积累函数值进行门限检测；

（7）对门限检测中检出的待确认目标点进行轨迹回溯，并进行路径筛选，输出检测结果。

所述步骤（2）中根据当前积累点的位置和保存的路径信息对目标运动做最小二乘估计的计算公式为：

x^=2xi-xb]]>

y^=2yj-yb]]>

其中(x_i,y_j)和(x_b,y_b)分别表示当前待积累点的位置和其前一帧轨迹积累的路径信息，表示由路径信息获得的目标在当前帧图像中的位置估计值。

所述步骤（3）中根据目标运动的估计值计算当前待积累点方向权重的计算公式为：

wij=[1-α(|x-x^|+|y-y^|)]]]>

其中w_ij表示待积累点(x_i,y_j)的方向权重，(x,y)表示当前帧处理点的坐标，α表示尺度因子，其取值的大小取决于的估计精度，α的取值在0.01—0.05之间。

所述步骤（4）中对目标区域叠加方向权重后进行能量积累，计算积累函数值的计算公式为：

I_k(x,y)＝max[w_ijI_k-1(x_i,y_j)]+z_k(x,y)