[发明专利]一种基于剪切波变换的红外弱小目标检测方法

权利要求书

1.一种基于剪切波变换的红外弱小目标检测方法，包括：

A.分别获取不同尺度下各方向位的高频信息图：首先利用非下采样拉普拉斯金字塔变换将原始红外图像分解为与原图像尺寸相同的一个高频信息图和一个低频信息图，再利用非下采样拉普拉斯金字塔变换将所得低频信息图再分解为一个高频信息图和一个低频信息图，如此反复对每次所得低频信息图进行分解至设定次数止，而对每次分解所得高频信息图则分别采用Shearlet滤波器对设定的方向位进行滤波处理、以获取不同尺度下各方向位的高频信息图；

B.抑制背景、噪声干扰信息：对同一尺度下各方向位的高频信息图采用叠加方式进行融合处理，以抑制背景、噪声的干扰信息；

C.增强目标信息：将步骤B所得抑制干扰信息后各尺度下的高频信息图、再经融合处理，以增强目标信息；其融合处理的方法将各尺度下的高频信息图进行相乘处理、即通过代表各尺度下的高频信息图的矩阵进行相乘处理；

D.提取弱小目标：首先确定步骤C所得增强目标处理后的高频信息图的最大对比度，再根据该最大对比度确定其分割阈值，然后利用该阈值对高频信息图进行二值化处理，从而提取出弱小目标。

2.按权利要求1所述基于剪切波变换的红外弱小目标检测方法，其特征在于所述非下采样拉普拉斯变换通过下式进行：

其中：*为循环卷积，0≤n₁，n₂≤N，N为原图像尺寸大小， 为第j-1尺度下的低频信息图， 为第j尺度下的低频信息图， 为第j尺度下的高频信息图，h_j[n₁，n₂]、g_j[n₁，n₂]分别表示第j尺度分解的低通滤波器和高通滤波器，1≤j≤J(j为整数)。

3.按权利要求1所述基于剪切波变换的红外弱小目标检测方法，其特征在于所述Shearlet滤波器由Meyer小波作为窗口函数，再将其从伪极坐标系转换到笛卡尔坐标系得到；定义伪极坐标(u，v)∈R²，其坐标转换由下式得到：

其中：R为实数，(u，v)为伪极坐标，(x，y)为笛卡尔坐标，D₀表示|y/x|≤1的水平区域，D₁表示|x/y|≤1的垂直区域。

4.按权利要求1所述基于剪切波变换的红外弱小目标检测方法，其特征在于所述反复对每次所得低频信息图进行分解至设定尺度数止，所设定的分解尺度数为2-4个；而所述对每次分解所得高频信息图分别采用Shearlet滤波器对设定的方向位进行滤波处理，其所设定方 向位的个数为5-20个。

5.按权利要求1所述基于剪切波变换的红外弱小目标检测方法，其特征在于所述对同一尺度下各方向位的高频信息图采用叠加方式进行融合处理、方法为：

其中， 表示尺度j下的i方向位的高频信息图，H_j表示叠加融合后的高频信息像，n为尺度j下分解的方向位的个数。

6.按权利要求1所述基于剪切波变换的红外弱小目标检测方法，其特征在于在步骤C中所述通过代表各尺度下的高频信息图的矩阵进行相乘处理为：

I(x，y)＝N_j(x，y)×N_j+1(x，y)×N_j+2(x，y)

其中：N_j(x，y)，N_j+1(x，y)，N_j+2(x，y)分别表示尺度为j、j+1、j+2的高频信息图叠加融合后的归一化图像，(x，y)为空间位置，I(x，y)表示进行相乘处理后的图像。

7.按权利要求1所述基于剪切波变换的红外弱小目标检测方法，其特征在于在步骤D中，所述确定增强目标处理后的高频信息图的最大对比度，其对比度的绝对值由下式决定：

c(t)＝min(|I′(a)-t|，|I′(b)-t|)

其中：c(t)为对比度的绝对值、t为门限灰度值，I′(a)为所有大于门限灰度值t的各像素点的平均灰度值，I′(b)为所有小于门限灰度值t的各像素点的平均灰度值。

8.按权利要求1所述基于剪切波变换的红外弱小目标检测方法，其特征在于所述根据最大对比度确定其分割阈值，分割阈值由下式确定：

其中：T为分割阈值，即将使得对比度的绝对值c(t)取最大值时的门限灰度值t作为分割阈值。