[发明专利]一种单像素红外目标检测方法

权利要求书

1.一种单像素红外目标检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取红外图像的对比度图M，具体为：

采用设定尺寸的窗口在红外图像上进行滑动，直至遍历整幅红外图像，确定像素点的辐射加权对比度R，从而获取对比度图M；其中，像素点的辐射加权对比度R的确定方法包括以下步骤：

获取窗口中心像素点与其八邻域点的对比度c_k，其中k＝1,2,3,...,8；

根据所述对比度c_k的最小值与窗口中心像素点的像素值，获取窗口中心像素点的局部对比度C；

根据窗口中心像素点的局部对比度C、窗口中心像素点的四邻域点中像素最小值与像素最大值的比值，获取辐射加权对比度R，具体地：

其中，I₀为窗口中心像素点的像素值，I_k为窗口中心像素点的八邻域点的像素值，J_l为窗口中心像素点的四邻域点的像素值，l＝1,2,3,4，min为最小值，max为最大值；

获取对比度图M与其滤波图像M_F各像素点的像素差值，其中，滤波图像M_F为对比度图M进行高斯滤波后获取的图像；如果所述像素差值不小于1，则保留所述像素差值，如果所述像素差值小于1，则将所述像素差值替换为1，从而获取差值图像B；

将所述对比度图M与差值图像B进行点乘操作，得到增强滤波图像H，所述增强滤波图像H中像素值大于设定阈值Th的像素点，为单像素红外目标；其中，所述设定阈值Th采用如下方法进行选取：

将增强滤波图像H中的像素值按大小进行排序并去除重复值，得到排序后的无重复响应值集合S；

按照集合S中响应值从大到小的顺序，每次选取三个连续响应值进行阈值选取操作，直到确定所述设定阈值Th或者遍历集合S；如果遍历集合S后仍无法根据所述阈值选取操作确定所述设定阈值Th，则将集合S中第N大的像素值作为设定阈值Th；

其中，所述阈值选取操作为：获取三个连续响应值的相邻差值的比值r；

如果所述比值r大于设定阈值T1，则设定阈值Th为所述三个连续响应值中的最大值；

如果所述比值r小于设定阈值T2，则设定阈值Th为所述三个连续响应值中的中间值；

如果所述比值r在设定阈值T1和设定阈值T2之间，则将所述三个连续响应值的中间值作为最大值，在集合S中顺次选取三个新的连续响应值重新进行阈值选取操作。

2.如权利要求1所述的一种单像素红外目标检测方法，其特征在于，所述获取红外图像的对比度图M之前，所述方法还包括：

获取原始红外图像像素点(i,j)的邻域灰度比ratio(i,j)，如果邻域灰度比ratio(i,j)在预设范围，则保留像素点(i,j)的像素值，如果邻域灰度比ratio(i,j)不在预设范围，则将像素点(i,j)的像素值更新为以像素点(i,j)为中心进行中值滤波的结果，得到更新后的红外图像。

3.如权利要求2所述的一种单像素红外目标检测方法，其特征在于，所述获取原始红外图像像素点(i,j)的邻域灰度比ratio(i,j)包括以下步骤：

分别获取像素点(i,j)的灰度值I_cen、像素点(i,j)的四邻域点的平均灰度值I₄以及像素点(i,j)的八邻域点的平均灰度值与四邻域点的平均灰度值的差值I₈；

将像素点(i,j)的灰度值I_cen的对数值与所述平均灰度值I₄的对数值作差，获取第一差值；

将像素点(i,j)的灰度值I_cen的对数值与所述差值I₈的对数值作差，获取第二差值；

所述第一差值与第二差值的比值为原始红外图像像素点(i,j)的邻域灰度比ratio(i,j)。

4.如权利要求2所述的一种单像素红外目标检测方法，其特征在于，所述预设范围为[0.35,0.65]。

5.如权利要求1所述的一种单像素红外目标检测方法，其特征在于，所述设定阈值T1为5。

6.如权利要求1所述的一种单像素红外目标检测方法，其特征在于，所述设定阈值T2为0.2。