[发明专利]一种自适应窗口的多尺度差异与双边滤波的目标检测方法

权利要求书

1.一种自适应窗口的多尺度差异与双边滤波的目标检测方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)设定初始窗口大小为K个像素，K为奇整数，且K≥3,以此窗口大小扩展图像边缘，以达到最大窗尺寸；

(2)计算整个图像的全局标准差S_total：

S_total＝std(Ω_total)

其中，Ω_total表示整幅图像区域；

(3)从上到下遍历整个图像，得到每个像素点的初始窗口大小区域的局部标准差S_local：

S_local＝std(Ω_local)

其中，Ω_local表示窗口内的局部区域；

(4)将全局标准差与局部标准差进行比较，若：

S_localλS_total

满足条件，则确定此像素点的窗口大小为当前窗口，若不满足，则扩大窗口为K＝(k+2x),其中x＝1,2,3...,n，并重复步骤(3)和(4)，直到满足步骤(4)时，x的值确定，则最终的窗口的尺寸确定为K，其中，λ是调节参数，取值为(0,1]；

(5)以步骤(4)中获得的窗口尺寸K作为初始扩散窗口N₁，并以此向外进行(K+2p)的扩展，其中p＝1,2,3,...,5，最大的邻域区为N_max，计算p个区域的灰度均值

其中，N_p表示差分的每个区域，表示N_p中包含的像素个数，I(m,n)表示在区域N_p中像素的灰度值，(m,n)表示图像中的像素点，计算最大邻域区N_max的灰度均值

其中，表示N_max区域包含像素的个数，I(s,t)为此区域中像素的灰度值，(s,t)为图像中的像素点；

(6)对于图像I而言，第p级灰度差异GD_p(x,y)在点(x,y)上可以表示为：

其中，在此基础上，可以得到点(x,y)处的多尺度灰度差异为MSGD(x,y)：

MSGD(x,y)＝max(GD₁(x,y),GD₂(x,y),...,GD_p(x,y))

(7)遍历图像，得到图像基于空间距离和灰度相似程度的双边滤波h(x,y)：

其中，f(ξ,η)为固定窗口尺寸内的像素值，(ξ,η)为图像中的像素点，k(x,y)为归一化系数：

c(ξ,η,x,y)是像元间欧式距离的高斯核函数，s(f(ξ,η,f(x,y)))是灰度值像素度核函数：

其中，σ_d为高斯距离系数，σ_s为高斯灰度相似度系数；

(8)将多尺度灰度差异MSGD(x,y)和双边滤波h(x,y)进行与运算，最终得到目标增强和背景抑制的作用；

(9)利用全局阈值分割和局部阈值分割相结合的方法，最终对弱小目标进行确定，其全局阈值分割T_G表达式如下：

T_G＝t×ε×σ+m

其中，σ是背景抑制后的图像标准差，m是背景抑制后的图像均值，t是调节参数，取值范围为t∈(0,1)，ε＝(out_max-m)/σ，out_max是背景抑制后的最大值；局部阈值分割是将图像划分为N个区域，分别计算不同区域的分割阈值T_L，采用的局部阈值分割公式与全局阈值分割公式一致；经过阈值分割后，最终得到目标检测的结果。