总结出如下结论:随着探测距离的减小,背景均值随机变化,目标辐射逐渐增大。这是因为在计算中考虑了大气衰减和程辐射的影响。其中,大气衰减的作用更为主要。
2.2 图像局部对比度、信杂比和阈值的计算
对图像处理而言,影响目标检测的主要因素是局部对比度和信杂比,当探测距离较近时,由于文中所研究的目标所占像素可能不止一个,而且考虑到地球的曲率,目标在整个图像中所处位置将随探测距离的变化而变化,因此选用一个较大的窗口7×7对目标所在区域进行处理。
值得一提的是当计算图像局部对比度时,需要首先在整幅图像中对目标所在区域选定一个7×7窗口;然后遍历整个窗口,如果该像素对应的是目标,则以该像素为中心利用7×7窗口進行处理,求出该像素对应的局部对比度;最后对所有属于目标像素的局部对比度求平均,从而得出目标所在区域的局部对比度。经过对数据的分析可知:随着探测距离的减小,目标所在区域的图像局部对比度、信杂比和阈值从总体趋势上是增加的。另外,当探测距离较远时,目标所在区域的局部阈值小于整幅图像的均值,这主要是因为文中讨论的是水平迎头探测目标,此时目标恰好落在天空背景当中,而天空背景的辐射要小于海面背景。
2.3 直方图分析
为了能突出目标的小概率灰度值,利用对数函数在很大程度上压缩图像像素值的动态范围特征,对得到的相应灰度段红外图像辐射强度的均值、方差和协方差,其中的值的个数取对数作为纵坐标。其中:为为相应灰度值的个数,对于为为0的灰度级,为了使其取对数有意义,取近似值0.1。经过对直方图的分析,可以得出以下结论:当探测器距离目标10000m时,可以看到目标的羽流辐射;当距离大约为8200m时,可以同时看到目标的羽流辐射和蒙皮辐射,且目标辐射随着探测距离的减小而逐渐增大。
3 结束语
文中从模拟的目标和背景红外图像本身的特性出发,分析统计目标所在区域的局部对比度、信杂比和阈值随探测距离变化的规律,并对图像进行了直方图分析。根据其统计特性的差异,可以为目标的检测和识别提供先验性知识,为海空复杂背景下红外小目标的检测提供了重要依据,一定程度上提高了数据判读和处理的精度。
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