一种密集恒星背景的弱小目标检测方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种密集恒星背景的弱小目标检测方法，属于图像处理领域，其主旨在于解决恒星背景的大视场、高探测能力条件下的弱小目标检测问题，其首先采用帧间配准差分削弱恒星干扰，然后采用简单高效的自适应均值+K倍方差的方法进行图像分割；再采用二值统计滤波进行目标聚类和去除孤立噪声点；然后用线段标记得到目标位置、大小、灰度和外接矩形等特征；利用帧间位置相关的方法提取静止目标(同时去除未差分干净的恒星边缘和双星边缘)；利用基于逻辑的最近邻方法进行航迹检测，最终实现弱小目标的检测。通过一系列预处理后，送给航迹关联的候选目标少，一般控制在几个至十几个左右，因此航迹关联效率高，目标检测效率高。
【专利说明】一种密集恒星背景的弱小目标检测方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明属于图像处理领域，涉及一种目标检测方法，特别涉及一种适用于密集恒星背景的弱小目标检测方法。
【背景技术】
[0002]空间目标的检测跟踪可用雷达和光电设备，当需检测跟踪的目标轨道较高，面积很小时，雷达检测跟踪就显得有些困难了。对此类目标，地基光电望远镜就显示出其巨大的优势，要想探测中高轨道的小碎片，望远镜必须有足够的探测能力，随着望远镜探测能力的增强，望远镜视场内很多微弱恒星也被探测到，这样在视场内既有目标，又有大量的恒星。如何从密集恒星背景中快速有效地检测到目标，并把目标提取出来是图像处理的一个技术难点。当地基光电望远镜视场大、探测能力高时，图像中恒星密集，一般采用差分去除恒星的方法，但差分方法并不能完全去除恒星干扰，因此参与航迹关联的后续目标较多，计算量和计算速度都很难满足实时系统的需求，此外还可能造成很高的虚警，针对这些问题，本发明给出了一套简单高效的解决办法。
【发明内容】
[0003]本发明解决的技术问题:本发明提出了一种适用于密集恒星背景的弱小目标检测方法，解决了恒星背景的大视场、高探测能力条件下的弱小目标检测。降低了目标检测的虚警率，提高了目标检测的正确性和检测效率，同时提高了目标航迹关联和起始速度。
[0004]为了实现上述目 的本发明采用以下技术方案:
[0005]本发明提供了一种适用于密集恒星背景的弱小目标检测方法，其特征在于步骤如下:
[0006]步骤(1)、差分:接收序列图像，进行帧间配准差分；
[0007]步骤(2)、图像分割:采用m+ko门限计算方法对图像进行分割，m是全图均值，σ是全图的均方差，k为经验值，k取值范围为3.0-7.0 ；
[0008]步骤(3)、目标聚类:对步骤(2)图像分割后的二值图像逐像素统计NXN邻域内目标像素个数，当其大于C时，该像素代表的是目标，予以保留，否则剔除掉该像素；表示为:
【权利要求】
1.一种适用于密集恒星背景的弱小目标检测方法，其特征在于步骤如下: 步骤(1)、差分:接收序列图像，进行帧间配准差分； 步骤(2)、图像分割:采用m+k O门限计算方法对图像进行分割，m是全图均值，。是全图的均方差，k为经验值，k取值范围为3.0-7.0 ； 步骤(3)、目标聚类:对步骤(2)图像分割后的二值图像逐像素统计NXN邻域内目标像素个数，当其大于C时，该像素代表的是目标，予以保留，否则剔除掉该像素；表示为:
2.根据权利要求1所述的一种适用于密集恒星背景的弱小目标检测方法，其特征在于:计算帧间恒星的配准量，恒星帧间配准量与地基望远镜的纬度、指向方位、高低、像素分辨率和工作帧频相关，所述步骤(1)中配准差分的配准量计算方法如下: a)计算恒星高低角速度
3.根据权利要求1所述的一种适用于密集恒星背景的弱小目标检测方法，其特征在于:步骤(5)中静止目标检测具体如下: 差分、分割、聚类和连续两帧目标标记后目标的位置为1\_2^ (XmyiJ和Ti^(Xpyi),其中1-2，1-1, i表示帧序列号，当前帧序号为i，若满足:abs (X1-Xp1) ^ nTh and abs (yj-y^j) ^ nTh 贝1JTV2, H (XhJh)和T1-U(XiJi)为潜在的检目标，将T1-U(XiJi)保留送后续步骤处理，其中nTh为预先设定的阈值。
4.根据权利要求3所述的一种适用于密集恒星背景的弱小目标检测方法，其特征在于:步骤(5)中静止目标检测中nTh的取值区间为[2，10]，nTh的取值最大不超过待检测目标的半径。
5.根据权利要求1所述的一种适用于密集恒星背景的弱小目标检测方法，其特征在于:步骤(6)中双星的去除方法如下: 连续两帧目标标记后目标的位置为TiO1(Xi^yp1)和TuiO^yi),其中1-2，i_l，i表示帧序列号，当前帧序号为i，即配准量为(Ii),若满足公式:
6.一种适用于密集恒星背景的弱小目标检测装置，其特征在于包括: 差分装置:接收序列图像，进行帧间配准差分； 图像分割装置:采用m+ko门限计算方法对图像进行分割，m是全图均值，σ是全图的均方差，k为经验值，取值范围为3.0-7.0 ； 目标聚类装置:对步图像分割装置二值化后的图像逐像素统计NXN邻域内目标像素个数，当其大于C时，该像素代表的是目标，予以保留，否则剔除掉该像素；表示为:
7.根据权利要求6所述的一种适用于密集恒星背景的弱小目标检测装置，其特征在于:计算帧间恒星的配准量，恒星帧间配准量与地基望远镜的纬度、指向方位、高低、像素分辨率和工作帧频相关，所述步骤(1)中配准差分的配准量计算方法如下: a)计算恒星高低角速度
8.根据权利要求6所述的一种适用于密集恒星背景的弱小目标检测装置，其特征在于:静止目标检测装置中静止目标检测具体如下: 差分、分割、聚类和连续两帧标记后目标的位置为Yi^1)和Ti^Ui, yi)，其中1-2, 1-1, i表示帧序列号，当前帧序号为i，若满足:abs (X1-Xp1) ^ nTh and abs (yj-y^j) ^ nTh 贝1JTV2, H (XhJh)和T1-U(XiJi)为潜在的检目标，将T1-U(XiJi)保留送后续步骤处理，其中nTh为预先设定的阈值。
9.根据权利要求8所述的一种适用于密集恒星背景的弱小目标检测装置，其特征在于:静止目标检测装置中静止目标检测中nTh的取值区间为[2，10]，nTh的取值最大不超过待检测目标的半径。
10.根据权利要求6所述的一种适用于密集恒星背景的弱小目标检测装置，其特征在于:双星去除装置中双星的去除的方法如下: 连续两帧标记后目标的位置为TVu1 (Xi^yiJ和TuiO^yi),其中1-2，i_l，i表示帧序列号，当前帧序号为i，即配准量为?)，若满足公式:
【文档编号】G06T7/00GK103985127SQ201410214906
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月20日 优先权日:2014年5月20日
【发明者】魏敏, 吴锡, 文武 申请人:成都信息工程学院