机载复杂场景下的低虚警红外目标检测

杨德振; 喻松林; 冯进军; 李江勇; 王礼贺

doi:10.37188/OPE.20223001.0096

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机载复杂场景下的低虚警红外目标检测

信息科学 | 更新时间：2022-02-15

- 机载复杂场景下的低虚警红外目标检测
- Low false alarm infrared target detection in airborne complex scenes
- 光学精密工程 2022年30卷第1期页码：96-107
- 作者机构：
  
  1.华北光电技术研究所，北京 100015
  2.北京真空电子技术研究所，北京 100015
- 作者简介：
  
  [ "杨德振（1988-），男，广东汕头人，博士研究生，2011年于东北大学获得学士学位，2016年于电子科学研究院获得硕士学位，主要从事数模混合集成电路设计、弱信号提取及图像处理的研究。E-mail： yangdezhen88@126.com" ]
  [ "喻松林（1966-），男，江西宜春人，研究员，博士生导师，1988年于华中科技大学获得学士学位，主要从事光电系统及其图像处理、高性能红外探测器设计与制备、新体制光电探测等方面的研究。E-mail： yusir8511@sina.com" ]
- 基金信息：
  
  国家863高技术研究发展计划资助项目(2013AA7031066B);军委科技委基础加强基金资助项目(2019JCJQZD33600)
- DOI：10.37188/OPE.20223001.0096
  中图分类号： TP391
- 收稿日期：2021-04-30，
  
  修回日期：2021-07-07，
  
  纸质出版日期：2022-01-15
- 稿件说明：
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杨德振,喻松林,冯进军等.机载复杂场景下的低虚警红外目标检测[J].光学精密工程,2022,30(01):96-107.

YANG Dezhen,YU Songlin,FENG Jinjun,et al.Low false alarm infrared target detection in airborne complex scenes[J].Optics and Precision Engineering,2022,30(01):96-107.
杨德振,喻松林,冯进军等.机载复杂场景下的低虚警红外目标检测[J].光学精密工程,2022,30(01):96-107. DOI： 10.37188/OPE.20223001.0096.

YANG Dezhen,YU Songlin,FENG Jinjun,et al.Low false alarm infrared target detection in airborne complex scenes[J].Optics and Precision Engineering,2022,30(01):96-107. DOI： 10.37188/OPE.20223001.0096.

摘要

机载红外光电探测系统进行下视复杂场景目标探测时，地面虚警干扰源同弱小目标在空间分布上一致，传统算法会导致大量虚警。因此，提出一种基于运动目标特征的多维度特征关联检测算法。该算法首先对复杂场景进行特征点检测，引入基于相对速高比的跳帧机制，对经过图像配准的帧间图像进行差分处理检出候选目标。同时，结合基于核相关滤波的目标相似度方法进行多维多帧关联，进一步抑制虚警并确认目标。实验结果表明，在载机速高比大于30 mrad/s、系统帧时小于10 ms的机载环境下，该算法的平均检测率达到99.13%，虚警率降至10

。该方法在多种机载复杂场景下得到验证，适合流水并行运算操作，满足工程实践需求。

Abstract

When an infrared photoelectric detection system detects a target in a complex airborne scene， the spatial distribution of the ground false alarm interference source is consistent with the spatial distribution of the small dim target. Therefore， a multi-dimensional feature association detection algorithm based on moving target features was proposed herein. First， feature points were detected in complex scenes， and a frame skipping mechanism based on the relative velocity-height ratio was introduced. Candidate targets were detected by inter-frame image difference after image registration. Simultaneously， multi-dimension and multi-frame correlations based on the kernel correlation filter were used to suppress false alarms. In an airborne environment where the vehicle speed-to-height ratio is greater than 30 mrad/s and frame time is less than 10 ms， the average detection rate of this algorithm is 99.13%， and the false alarm rate is 10

-5

. This method was verified in various complex scenarios. In addition， it is suitable for pipeline parallel operation and meets the engineering needs.

关键词

Keywords

references

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