[发明专利]基于张量扩展的半脊方向滤波器红外小目标识别方法

摘要

基于张量扩展的半脊方向滤波器红外小目标识别方法。本发明首先读取小目标图像；利用余弦函数来构造图像模板；按二维卷积规则将从图像模板上得到的张量矩阵大小扩展为9×9，选取中间5×5个值为滤波矩阵，得到的滤波矩阵构成滤波模板；确定4个滤波方向；设计每个方向上的加权滤波公式；待每个方向上的加权滤波公式遍历完图像后，保存子图；将保存的子图按照矩阵对应点相乘的方法融合成一幅图像，归一化处理后得到背景抑制后的小目标图像。本发明解决了天空、海天背景下的红外小目标识别问题。本发明方法简单、便于硬件并行处理，且漏检率低、信噪比高。适用于空天及海天背景下单个或多个小目标的红外预警、红外制导导弹智能寻的。

主权项

1.一种基于张量扩展的半脊方向滤波器红外小目标识别方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)读取小目标原图，大小修正为256×256；(2)由于小目标图像点旋转方向不变的特性，根据半脊滤波器构成的图像所具有的方向滤波特性，利用余弦函数构成一个左下角灰度值达到最大，右上角灰度值最小的半脊方向滤波器的图像模板，其图像模板大小为n×n，取n＝2；(3)利用张量的定义从图像模板上获得与图像相关的4个张量矩阵，并将每个张量矩阵扩展成大小为9×9的矩阵，选取每个矩阵中间的5×5个值为滤波矩阵，把得到的4个5×5大小的滤波矩阵按照从图像模板中提取张量的相应位置排列构成滤波模板；(4)在滤波模板每个5×5大小的滤波矩阵上，分别确定4个滤波方向的角度为atan(1/2)，π/2‑atan(1/2)，π/2+atan(1/2)，π‑atan(1/2)；(5)在步骤(3)中得到滤波模板的每个5×5大小的滤波矩阵上，分别以个像素距离为单位在该滤波模板上按照步骤(4)中所述4个滤波方向分别取值，每个方向上取5个点，当单位距离上的点没有值时，用该点相邻最近两点和的均值代替该点的取值；(6)设计所述4个滤波方向上的加权滤波公式，在每个方向上分别处理小目标原图并保存，得到四副不同方向上的小目标子图，具体步骤有：6.1)选取每个滤波方向上5个点的值，分别设计4个滤波方向上的加权滤波公式；6.2)然后在4个滤波矩阵上只选用一个方向上的加权滤波公式同时处理小目标原图并保存，处理后的小目标原图称为该方向上的小目标子图；6.3)按照6.2)所述方法，在其他三个滤波方向上对小目标图像做同样处理，并分别保存，共得到四副小目标子图；(7)按照矩阵对应点相乘的方法对步骤(6)中得到的四副小目标子图进行遍历相乘，融合成一幅新的图像，并对该副图像进行归一化处理，最终得到背景抑制后的小目标图像，识别结束。