[发明专利]一种基于空时平稳性的红外小目标检测方法

权利要求书

1.一种基于空时平稳性的红外小目标检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤A：获取红外小目标检测的图像，读取第n帧图像，并对所述第n帧图像进行预处理，将第n帧图像灰度化，得到处理结果；

步骤B：读取第n帧之前的k帧图像，求出所述第n帧之前的k帧图像的时间平均，将所述求出的时间平均结果与步骤A中处理结果进行差分计算，得到差分结果；

步骤C：将步骤B中的差分结果进行阈值分割，并滤除脉冲噪声，得出滤波结果，随后对滤波结果进行形态学闭运算，将得到的形态学闭运算结果作为时间平稳性目标响应图；

步骤D：将灰度值作为强度维度，形成平面-灰度三维空间，然后将步骤A中处理结果映射到平面-灰度三维空间，并进行平均下采样，得到下采样结果；

步骤E：将步骤D中的下采样结果进行三维高斯滤波，并对进行了三维高斯滤波后得到的结果进行线性上采样，得到上采样结果；

步骤F：对所述上采样结果进行归一化处理，然后进行阈值分割，得到空间平稳性目标响应图；

步骤G：将步骤C得到的时间平稳性目标响应图和步骤F得到的空间平稳性目标响应图进行与运算，得到空时平稳性目标响应图；

步骤H：对所述空时平稳性目标响应图进行连通域分析，得到目标质心位置。

2.根据权利要求1所述的一种基于空时平稳性的红外小目标检测方法，其特征在于，所述步骤B包括：

步骤B.1：定义第n帧位于(X，Y)的像素点的灰度值为f_n(X，Y)，计算第n帧之前的k帧图像位于(X，Y)的像素点的灰度值的平均值，公式为：

步骤B.2：然后再计算当前的第n帧图像与前k帧图像均值的像素值差分图像Diff，公式为：

3.根据权利要求2所述的一种基于空时平稳性的红外小目标检测方法，其特征在于，所述步骤C的具体步骤为：

步骤C.1：将所述差分图像Diff进行阈值分割：

步骤C.1.1：计算差分图像Diff内最大的像素值μ＝max(Diff(X，Y))；

步骤C.1.2：然后对差分图像Diff进行阈值分割，公式为：

其中α为常数，μ表示差分图像Diff中最大的像素值；最后得到进行阈值分割后的图像g；

步骤C.2：然后对所述得到的图像g进行滤除脉冲噪声：

步骤C.2.1：指定c×c大小的窗口，c的取值范围为3～10，用于对所述图像g进行从上到下，从左到右的滑窗计算，然后通过图像g中某一个像素点的值g(X，Y)得到以该点为中心的滑窗，然后对该滑窗范围内各像素点值进行排序，然后将像素点值排序后的中值替换该像素点的值g(X，Y)，将图像g中每一个像素点的值按照该替换方法进行替换后最终得到图像结果h；

步骤C.3：对所述图像结果h进行形态学闭运算：

步骤C.3.1：选取大小为3×3的矩形结构元素为se，设为腐蚀运算符号，为膨胀运算符号，则图像结果h被se腐蚀和膨胀分别为：

其中，D_h和D_se分别为图像结果h和矩形结构元素se的定义域；

步骤C.3.2：用矩形结构元素se对图像结果h进行闭运算操作，得到时间平稳性目标响应图T，公式为：