海天线检测是前视红外成像型反舰导弹末制导技术中的关键技术,反舰导弹发射后飞行高度较低,加上地球曲率的影响,当远处的舰船目标进入红外成像探测器的视场范围时,总是最先出海天线附近,然后逐渐运动至海面区域中。因此海天线是海面场景图像中的重要信息,通过确定海天线的准确位置,能够有效地缩小舰船目标的搜索范围,抑制岸岛、云层以及天空等背景的干扰,提高后续舰船目标检测的时效性、准确性以及抗干扰能力。
由于红外摄像设备性能限制,红外成像原理制约以及舰船目标环境自身的复杂多变,红外图像往往会出现诸多干扰。相比可见光图像,红外图像表现出噪声多,干扰大,目标轮廓模糊,图像对比度低等特点。这些问题让红外自动目标检测识别检测系统面临严峻挑战。
目前,国内外许多学者对海天线检测进行了研究,并做出了大量成果。仇荣超、吕俊伟等基于积分图像,采用箱式滤波器从大尺度上来增强图像梯度显著性; 通过行扫描方式得到梯度显著性累加值最大的区域,确定出海岸线 与海天线区域。在海岸线与海天线区域内逐列寻 找梯度显著性极值点并对所有的极值点进行多项式迭代拟合,得到准确的海岸线与海天线。
邵旭慧、陶继红提出了基于边界先验双模型贝叶斯决策的海天线检测方法。该方法首先将海空背景下的红外图像划分为子图像块,以子图像块的离散余弦变换的 主余弦谱作为子图像块特征; 然后,基于边界先验建立了海、天子图像块的贝叶斯决策模型,对海、天子图像块进行粗划分; 之后,利用粗划分的子图像块集合建立细划分贝叶斯决策模型,利用重叠子图像块滑动细划分 方法,获取海天线上候选点; 最后,利用随机抽样一致性( RANSAC) 算法得到海天线模型参数,实现海天线的检测。实验结果表明,该方法能有效检测出复杂海空背景下的海天线,对于海杂波、亮斑等干扰较多的复杂红外图像具有更优的检测效果,运算速度较快。
孙熊伟研究基于相位编码的海天线定位算法,分析了基于海天线的直线响应强度
提取海天线策略的优缺点,并提出基于相位编码和累计方向响应进行海天线检测的新策略。为配合相位编码,本文构建了适用于海面检测的窄带相位编码滤波器。通过构建竞争编码策略,在相位编码基础上构建相位组分连通体。利用相位组分联通体的融合策略完成线响应统计,最终检测出直线响应强度满足条件的海天线。
杨丽娇利用海空背景中海面背景和天空背景的灰度差异较大的特性,把海天线作为海空背景的分割线,提出了基于Hough变换的海天线检测算法,分割出天空和海面。再
利用图像的纹理特征,分别截取两种不同类型的海面波浪纹理图像(起伏海面背景
和均匀海面背景)生成时栈图像,再结合Radon变换检测出海面波浪方向,实现波
向的有效检测。
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