Detección de objetivos camuflados en entornos oscuros basada en imágenes multimodales

ZHANG Guofeng ,  

LI Siyuan ,  

WANG Chi ,  

摘要

En entornos oscuros, la cobertura vegetal, el ruido de fondo y el ruido de baja iluminación debilitan significativamente la diferenciación entre los objetivos camuflados y el entorno circundante, lo que dificulta la detección estable mediante métodos convencionales de imagen de intensidad. Para mejorar la capacidad de detección de objetivos de baja visibilidad en escenas vegetales complejas, se propone un método de detección por imagen multimodal que fusiona la visión tenue, la polarización y la información espectral. Basado en las diferencias en la respuesta espectral entre el objetivo y el fondo vegetal en las bandas rojo e infrarrojo cercano, se construye el índice de separación de objetivos (Target Separation Index, TSI) para mejorar la prominencia de la región objetivo bajo el fondo de vegetación. Se introducen características de polarización para representar las diferencias de reflexión entre la superficie del objetivo camuflado y elementos naturales como terrones de tierra y hojas secas, y se utiliza una estrategia de fusión en el espacio de color HSV para fusionar colaborativamente el TSI, la imagen de intensidad de visión nocturna y la información de polarización, generando una imagen de objetivo mejorada. Los resultados experimentales muestran que el TSI puede resaltar eficazmente las áreas objetivo ocultas por la vegetación, aunque sigue siendo susceptible a interferencias de ruido ambiental como terrones de tierra y hojas secas; el método de fusión propuesto puede suprimir aún más estas falsas detecciones y mejorar la diferencia entre el objetivo y el fondo. Los resultados de validación basados en un conjunto de datos propio muestran que el contraste del objetivo en la imagen fusionada alcanza 0.924 y la tasa de detección 0.98. Al combinarse posteriormente con el modelo YOLOv10 para realizar experimentos aplicados, los resultados indican que la imagen fusionada puede lograr una mayor precisión de detección en comparación con las imágenes monocromáticas. El método propuesto aprovecha plenamente las ventajas complementarias de la intensidad tenue, la respuesta espectral y las características de reflexión polarizada, mejorando eficazmente el rendimiento de detección de objetivos camuflados en entornos oscuros con cobertura vegetal.

关键词

imagen espectropolarimétrica;vegetación;detección nocturna;fusión de información

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