Detecção de alvos camuflados em ambientes escuros baseada em imageamento multimodal

ZHANG Guofeng ,  

LI Siyuan ,  

WANG Chi ,  

摘要

Em ambientes escuros, a cobertura vegetal, o ruído de fundo e o ruído de baixa luminosidade reduzem significativamente a diferenciabilidade entre alvos camuflados e o ambiente circundante, dificultando a detecção estável por métodos tradicionais de imageamento de intensidade. Para melhorar a capacidade de detecção de alvos de baixa visibilidade em cenas complexas de vegetação, propõe-se um método de detecção de imageamento multimodal que integra luz fraca, polarização e informações espectrais. Com base nas diferenças na resposta espectral entre o alvo e o fundo vegetativo nas faixas de luz vermelha e infravermelha próxima, é construído um Índice de Separação de Alvo (Target Separation Index, TSI) para realçar a saliência da região do alvo sob o fundo vegetativo. São introduzidas características de polarização para representar as diferenças de reflexão entre a superfície do alvo camuflado e elementos naturais como torrões de terra e folhas secas, e é adotada uma estratégia de fusão no espaço de cores HSV para fundir colaborativamente o TSI, a imagem de intensidade de visão noturna e as informações de polarização, gerando uma imagem aprimorada do alvo. Os resultados experimentais mostram que o TSI pode salientar eficazmente as áreas alvo ocultas pela vegetação, mas ainda é suscetível à interferência de ruídos ambientais como torrões de terra e folhas secas; o método de fusão proposto pode suprimir ainda mais esses falsos positivos e melhorar a distinção entre alvo e fundo. Resultados de validação baseados em um conjunto de dados criado internamente indicam que o contraste do alvo na imagem fundida atinge 0,924 e a taxa de detecção alcança 0,98. Em experimentos aplicados combinando com o modelo YOLOv10, os resultados indicam que a imagem fundida pode obter maior precisão de detecção do que imagens unimodais. O método proposto aproveita plenamente as vantagens complementares da intensidade de luz fraca, resposta espectral e características de reflexão polarizada, podendo melhorar eficazmente o desempenho da detecção de alvos camuflados em condições de vegetação sob ambiente escuro.

关键词

imageamento espectropolarimétrico;vegetação;detecção noturna;fusão de informações

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