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红外图像的目标检测、识别与跟踪技术研究

姜锦锋  
【摘要】: 随着精确制导武器的发展,对精确制导信息处理技术的要求越来越高,它已成为制约武器发展的关键因素之一。由于红外成像制导具有诸多优点,已成为当今世界精确制导技术发展和研究的主流和方向。本文根据红外成像制导的基本特征、制导信息处理方法研究的发展现状、存在的主要问题以及工程实际应用的基本要求,在红外图像预处理、图像分割、目标识别和跟踪等方面,进行了系统地研究。本文的主要内容如下: (1)结合热成像技术原理对红外图像的特征进行了分析,重点研究了红外图像的灰度直方图,提出了隔行/列直方图统计的思想。以灰度直方图作为统计手段和依据,提出了自适应灰度分段线性变换的图像增强算法。 (2)研究了一种用于红外成像制导信息处理的自适应、多尺度、抗噪声小波边缘检测方法。该方法利用小波变换的自动变焦的多分辨分析思想,构造了适合的噪声中边缘检测的多分辨率高斯梯度算子。实验结果表明,该方法是一种快速、有效的自动化目标检测方法。 (3)在模式识别理论的基础上,探讨了图像识别系统,研究了不变量(不变矩、圆度)在目标识别中的应用,并针对圆度法用于直升机识别给出了应用实例,提出拓扑思想在识别中应用的方案,并针对坦克提出了一种命中点选择方案和算法。 (4)介绍了成像跟踪常用的两大方法,波门法、匹配法,并在波门法中提出了基于命中点选择的命中点跟踪法,研究了跟踪预测算法的应用,针对红外图像目标提出了一种卡尔曼滤波改进算法。


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