飞机红外图像的识别跟踪算法研究
发布时间：2021-04-04 07:14
红外制导是一种被动的制导方式。因其隐蔽性强、探测距离远、空间分辨率高,在现代战争中红外面源制导也得到了广泛的应用。当红外探测器离目标较远时,目标在图像以点的形式出现,此时的自动识别系统很容易将诱饵弹当作被识别对象而错失对目标的捕捉.因此红外成像中占有一定比例面目标的重新检测识别是非常有必要的。面目标呈现丰富清晰的轮廓特征和灰度分布,可对其要害部位进行定位和跟踪,但目前对飞机要害部位的识别攻击研究还比较少。针对这种情况,本文在红外图像中飞机的识别和要害部位的跟踪方面展开研究。本文首先研究了基于特征的模板匹配识别算法。研究对比了融合几何特征、统计特征的匹配算法和基于不变矩的傅里叶描述子两种不同的特征提取算法,第一种匹配算法对于样本中的5个模板可达到70%左右的识别率,对于本文引入的干扰飞机误匹配在15%;后者的识别率可达90%以上,误匹配率在4%以下。并提出基于不变矩的傅里叶描述子和多边形近似的方法,解决了传统的归一化傅里叶描述子中由于去除初始点而干扰傅里叶相位信息及边缘点数多的问题,最终傅里叶描述子由50个降低到24个,降低维数灾难,提高识别算法运行效率。其次研究了图像分割算法,本文提出...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１飞机目标识别系统的基本构成??－
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【参考文献】：
期刊论文
[1]聚类算法综述[J]. 伍育红. 计算机科学. 2015(S1)
[2]一种基于区域生长的高分辨率遥感影像道路提取方法[J]. 李建飞,文志强,卢永乐,邓刘昭芦. 软件导刊. 2015(01)
[3]目标跟踪技术综述[J]. 高文,朱明,贺柏根,吴笑天. 中国光学. 2014(03)
[4]基于红外图像的飞机目标关键攻击部位识别[J]. 刘刚,梁晓庚,张京国. 计算机工程与应用. 2011(24)
[5]图像边缘分割算法的优化研究与仿真[J]. 向方,王宏福. 计算机仿真. 2011(08)
[6]基于相关匹配算法的目标角度和尺度检测研究[J]. 曾晶,黄自力,王雪梅,王德胜. 激光与红外. 2010(03)
[7]基于自适应局部阈值的彩色图像分割[J]. 冉玉梅,王洪国,杨玉会,许镇. 计算机与现代化. 2010(01)
[8]基于自适应搜索模板的快速运动估计算法[J]. 张凯舟,刘鹏,姚庆栋. 中国图象图形学报. 2009(11)
[9]基于多关联模板匹配的火箭目标跟踪算法[J]. 尹宏鹏,柴毅,屈剑锋,翟茹玲. 计算机工程. 2009(18)
[10]飞机红外图像的目标识别及姿态判断[J]. 赵芹,周涛,舒勤. 红外技术. 2007(03)
博士论文
[1]基于模糊聚类及活动轮廓模型的图像分割技术研究[D]. 江晓亮.西南交通大学 2016
[2]基于运动目标的红外图像末制导跟踪算法研究[D]. 李静宇.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2013
硕士论文
[1]基于傅里叶描述子的物体形状识别的研究[D]. 彭正初.哈尔滨工业大学 2016
[2]导弹末制导图像识别算法研究[D]. 王金洋.中北大学 2015
[3]飞机红外图像的检测、识别与跟踪技术研究[D]. 荆文芳.西北工业大学 2006
[4]红外图像的目标检测、识别与跟踪技术研究[D]. 姜锦锋.西北工业大学 2004
[5]先进红外成像制导技术研究[D]. 王立.西北工业大学 2001
本文编号：3117967
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１飞机目标识别系统的基本构成??－
Ａｉｒｃｒａｆｔ?ｔｅｍｐｌａｔｅ??＇?图２－４干扰飞机红外图像??Ｆｉｇ?２－４?Ｉｎｆｒａｒｅｄ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ｉｎｔｅｒｆｅｒｉｎｇ?ａｉｒｃｒａｆｔ??假设变换前后的图像坐标分别为和乂），则变换后见式（２－２）：??Ｔ?Ｔ?「ｃｏｓ＜９?—?ｓｉｎ沒「Ａｘ??ｑＴ?＝Ｇ（ｐＴ）?＝?Ｓ?＋?（２－２）??ｓｍｆｆ?ＣＯＳ０ＪＬ｝」匕么尺??ｓ指变换尺度，６）指逆时针方向旋转角，Ａｘ、Ａｙ分别指水平、垂直方向??的平移量，处理得到三组不同的连续帧图像，具体操作如表２－１所示：??表２－１数字图像形态学处理参考值??Ｔａｂ?２－１?Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ?ｖａｌｕｅ?ｏｆ?ｄｉｇｉｔａｌ?ｉｍａｇｅ?ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ??模板图像数字处理?Ａｘ?Ａｊ?ｓ＿?６??第一连续帧图像?１个像素?１个像素?０．０４?－０．５??第二连续帧图像?２个像素?２个像素?０．０４?－０．７５??第三连续帧图像?１个像素?１个像素?０．０４?－１??数字图像的每个像素点对应的坐标值都是整数，但是对图像进行相似性变??换后，会变换后的图像中像素坐标出现浮点数，图像发生了失真。所以在这里??需要对变换后的图像进行插值处理。常见的插值法有最邻近插值法、双线性插??值法、三次样条插值法。下面简单介绍下这三种插值法的基本原理。最邻近插??值法又称为近邻取样法，对于数字图像处理后得到的浮点坐标，对其进行简单??的取整。取整的方法就是取浮点坐标最邻近的左上角点对应的像素值。该方法??简单易操作，但是得到的图像质量不高。双线性插值法的思想是对于一个目的??像素
Ｉ?｜?ｈ?．?‘丨??Ｊ?？＿?Ｉ?；?１??棋栎囝像．１?炫板？像２?楼钣图》３?楼钣图像４?镬板图皤Ｓ??ｏｔｓｕ＾扣ｍ法《迭代睡值分斟法??图２－８?Ｏｔｓｕ和迭代阈值分割算法运行效率对比图??Ｆｉｇ?２－８?Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ?ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ?ｃｏｎｔｒａｓｔ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?Ｏｔｓｕ?ａｎｄ?Ｉｔｅｒａｔｉｖｅ?ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ?ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ??２．５基于边缘的红外图像分割算法及实现??２．５．１边缘算子的理论介绍??（１）?Ｒｏｂｅｒｔｓ?算子??边缘检测的目的［３２￣＠在于可以标识出图像中亮度变化大的像素点。广泛应用??在图像识别领域。Ｒｏｂｅｒｔｓ算子是最早被提出来的边缘检测算子，提出者是Ｌａｗｒｅｎｃｅ??Ｒｏｂｅｒｔｓ。在技术上，它是利用任意垂直方向的差分来估计梯度。图像的任意一点，??使用此算子将会得到对应的灰度矢量或者是其法矢量，Ｒｏｂｅｒｔｓ卷积因子如图２－９??所示：??＋ｉｏ?ｏ＋ｉ??０－１?－１０??（ａ）Ｇｘ?（ｂ）Ｇｙ??图２－９?Ｒｏｂｅｒｔｓ卷积因子??Ｆｉｇ?２－９?Ｒｏｂｅｒｔｓ?ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ?ｆａｃｔｏｒ??该算子的卷积因子是２?＋?２的矩阵，分别称为横向和纵向，将之与图像矩阵做??平面卷积运算就可得到横向和纵向的亮度差分近似值。如果用Ｐ代表图像灰度矩?？??阵
【参考文献】：
期刊论文
[1]聚类算法综述[J]. 伍育红. 计算机科学. 2015(S1)
[2]一种基于区域生长的高分辨率遥感影像道路提取方法[J]. 李建飞,文志强,卢永乐,邓刘昭芦. 软件导刊. 2015(01)
[3]目标跟踪技术综述[J]. 高文,朱明,贺柏根,吴笑天. 中国光学. 2014(03)
[4]基于红外图像的飞机目标关键攻击部位识别[J]. 刘刚,梁晓庚,张京国. 计算机工程与应用. 2011(24)
[5]图像边缘分割算法的优化研究与仿真[J]. 向方,王宏福. 计算机仿真. 2011(08)
[6]基于相关匹配算法的目标角度和尺度检测研究[J]. 曾晶,黄自力,王雪梅,王德胜. 激光与红外. 2010(03)
[7]基于自适应局部阈值的彩色图像分割[J]. 冉玉梅,王洪国,杨玉会,许镇. 计算机与现代化. 2010(01)
[8]基于自适应搜索模板的快速运动估计算法[J]. 张凯舟,刘鹏,姚庆栋. 中国图象图形学报. 2009(11)
[9]基于多关联模板匹配的火箭目标跟踪算法[J]. 尹宏鹏,柴毅,屈剑锋,翟茹玲. 计算机工程. 2009(18)
[10]飞机红外图像的目标识别及姿态判断[J]. 赵芹,周涛,舒勤. 红外技术. 2007(03)
博士论文
[1]基于模糊聚类及活动轮廓模型的图像分割技术研究[D]. 江晓亮.西南交通大学 2016
[2]基于运动目标的红外图像末制导跟踪算法研究[D]. 李静宇.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2013
硕士论文
[1]基于傅里叶描述子的物体形状识别的研究[D]. 彭正初.哈尔滨工业大学 2016
[2]导弹末制导图像识别算法研究[D]. 王金洋.中北大学 2015
[3]飞机红外图像的检测、识别与跟踪技术研究[D]. 荆文芳.西北工业大学 2006
[4]红外图像的目标检测、识别与跟踪技术研究[D]. 姜锦锋.西北工业大学 2004
[5]先进红外成像制导技术研究[D]. 王立.西北工业大学 2001
本文编号：3117967
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