点目标检测

近年来 ,国内外学者利用数学形态学理论对点目标检测问 题进行了研究 ,并取得了一些成果。J . Barnett 在文献[ 3 ]中对 形态学方法与线性空间滤波方法进行了比较;Li Jicheng (李吉 成)等在文献[4 ]中提出利用目标图像尺寸的先念知识选择结 构元素消除背景而保留目标的方法;Horak文献[5 ]中提出了基 于灰度形态学 T op2hat 变换的弱目标检测方法 ,并在不含目标 的背景图像上构造所需要的结构元素; Rivest、 罗贤龙、 Zhu Zhen fu等人在文献[6～8 ]也分别对基于形态学的方法进行了 相应研究;熊辉等人在文献[9 ]中提出新的思路 ,其算法基于形 态学膨胀累加 ,实现对高空背景情况下抖动目标的检测 ,并对 抖动为1～2个像素的点目标进行5帧累加仿真。前人的研究 表明 ,形态学方法对点目标的检测具有很大的潜力。为此 ,我 们在对成像导引头进行分析的基础上 ,对形态学方法应用于成 像导引头进行研究。

由于空空导弹所攻击的目标具有很高机动能力和很宽的

速度范围 ,所以其性能指标相对于其他红外系统有较大区别。 取典型凝视成像导引头参数 ,进行仿真研究:帧频为 100f/ s ,瞬 时视场为3× 3° ,搜索角速度为 15° / s ,探测器阵列为 128 ×128。 经过计算 ,可知在一帧时间内 ,导引头由于搜索而扫描过的角 度为0. 15° ,即6. 4 个像素。在 10km距离处 ,由导弹目标相对 运动引起的 ,目标图像在帧间位移1. 55像素。这样 ,在对目标 截获时 ,由于导引头搜索和目标运动造成的目标图像总的帧间 位移最大值约为8 像素。仿真表明 ,在导弹发射后 ,导弹在目 标跟踪阶段 ,目标图像帧间位移约为 1～10 像素(导弹失控 前) 。因此 ,目标图像帧间位移在整个导弹点目标搜索、 截获与 跟踪过程中变化范围可认为在1～10像素。

仿真表明 ,利用现有基于形态学背景预测的方法进行点目

标检测和识别时 ,对背景均匀或起伏缓慢的情况效果很好。但 对于亮度梯度高的有云天空背景和地面背景 ,算法常常造成误 判。分析其原因 ,发现往往跟踪的是滤波后残留的高亮度背景 边角。