红外小目标检测与跟踪算法研究及其DSP实现

论文摘要

红外小目标检测与跟踪技术是计算机视觉中一项具有重要意义的课题。对于图像序列中的运动小目标进行检测与跟踪在许多领域都有着重要的应用,如导弹制导、数字影响监控、医疗及智能交通系统等。由于红外成像传感器的诸多优点,基于红外图像序列的小目标检测与跟踪已成为当今目标跟踪发展和研究的一个主流方向。本文首先对自然界红外图像的基本理论和特点做了介绍,并对小目标检测算法和跟踪算法做了详细的讨论和研究。对于小目标检测算法,文中结合图像处理的算法提出了一种基于向下的区域生长标记方法。这种方法和传统的红外二值目标识别方法比较具有方便理解,使用简单,运算速度快等特点。对于小目标跟踪,本文提出了基于波门跟踪模式的结合多项式预测,运动估计和像素标记的针对小目标的跟踪方法,相对于传统的波门跟踪,其具有一定的抗噪声能力,跟踪精度有了很大的提升。最后介绍了红外小目标检测与跟踪系统的系统工作原理,硬件平台介绍及算法的硬件实现情况。通过在系统硬件平台上对特定目标的跟踪实验,硬件系统运行稳定,抗干扰能力强;图像识别算法部分,识别目标的准确度高,速度快,满足了设计的要求,达到实时跟踪的效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的背景及意义
• 1.2 国内外研究发展动态
• 1.2.1 红外小目标检测技术
• 1.2.2 红外小目标跟踪技术
• 1.3 论文的主要工作和内容安排
• 第2章 红外成像的基本理论研究
• 2.1 红外光谱
• 2.2 表征辐射特性的几个基本概念
• 2.3 热辐射的基本定律
• 2.4 物体的红外辐射特性
• 2.4.1 太阳热红外辐射特性
• 2.4.2 地表热红外辐射特性
• 2.4.3 大气热红外辐射特性
• 2.5 工作波段选择
• 2.6 本章小结
• 第3章 红外小目标检测跟踪算法研究
• 3.1 红外小目标检测跟踪系统概述
• 3.2 红外小目标检测识别算法研究
• 3.2.1 二值图像目标的标记筛选法
• 3.2.2 基于向下区域生长的图像标记算法
• 3.2.3 位移式管道滤波检测
• 3.3 红外小目标跟踪算法研究
• 3.3.1 波门跟踪方式
• 3.3.2 结合多项式估计的波门跟踪法
• 3.3.3 结合运动估计的波门跟踪法
• 3.3.4 结合像素标记的多目标波门跟踪法
• 3.4 本章小结
• 第4章 系统工作原理及算法硬件实现
• 4.1 系统工作原理
• 4.2 主要元器件的介绍
• 4.2.1 数字信号处理器
• 4.2.2 可编程逻辑器件
• 4.2.3 其它主要器件
• 4.3 算法的硬件实现
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢