基于引導濾波和分塊自適應閾值的單幀紅外弱小目標檢測

楊德振，黃靜穎，喻松林，馮進軍，李江勇，劉彤

（1 華北光電技術研究所，北京 100015）

（2 北京真空電子技術研究所，北京 100015）

0 引言

紅外探測技術不僅可以全天時探測識別目標，同時能有效捕獲電磁隱身目標和低空飛行目標，彌補雷達盲區，在探測領域具有特殊優勢。伴隨紅外成像技術的迅速發展，紅外探測技術廣泛應用于遠程偵察告警系統中［1］。

通常隨著探測距離的增加，遠程偵察告警系統檢測的目標尺寸和信雜比也進一步降低，因此紅外弱小目標檢測逐漸成為當前紅外目標檢測領域的研究重點，單幀紅外弱小目標檢測大致可以分成三類：第一類是基于空域或變換域濾波的方式（例如形態學濾波［2］、最大均值、中值濾波［4］、高通濾波［5］等），這類方法的思路是抑制背景噪聲干擾，同時增強弱小目標；第二類方法基于人類視覺系統，常見的有局部對比度［6］（Local Contrast Method，LCM）、局部梯度分布［7］（Local Maximum Gradient ，LCG）、局部顯著性映射［8］（Local Saliency Map，LSM），這類方法的核心是突出目標與背景的局部特征差異；第三類為基于圖像數據結構的方法，如多尺度窗口紅外塊圖像（Multiscale windows-Infrared Patch Image，MW-IPI）、穩健主成分分析［9］（Robust Principal Component Analysis，RPCA），這類算法利用紅外圖像中背景非局部自相似性和目標稀疏性，將弱小目標檢測問題轉化為低秩矩陣和稀疏矩陣的恢復問題，實現目標檢測。前兩類的算法的計算復雜度低，易于硬件實現，然而在復雜背景下難以區分目標信號和圖像邊緣，容易產生邊緣虛警；最后一類算法比較耗時，在當前的信號處理硬件算力下難以滿足實際工程應用的實時性需求。……