基于形态滤波和恒虚警率的红外目标检测算法的研究

摘要

红外探测技术以其被动式和全天候探测等优势，已在导弹制导、海上救援、森林消防和生物医学等军事及民用领域得到广泛的应用。红外弱小目标检测技术是红外预警系统中的核心技术，对红外弱小目标的检测技术的研究具有极为重要的理论意义和实用价值。
　　本文主要对复杂天空背景中的红外小目标检测问题进行了深入研究，提出了一种基于形态滤波的恒虚警率检测的红外小目标检测算法，并在基于TMS320C6416DSP的硬件开发平台上实现该算法。论文完成的主要工作如下：
　　研究分析了常见的红外弱小目标检测算法，通过对现有算法进行分析比较，针对复杂的天空背景中红外小目标图像的特性，提出了一种采用形态学滤波的背景抑制方法，并引入雷达信号处理中的恒虚警率检测(CFAR)方法，对残差图像进行自适应的阈值分割，实现红外小目标的单帧检测并进行多帧图像处理，从而得到检测目标运动轨迹。
　　针对基于形态滤波和恒虚警率检测的红外弱小目标检测算法在DSP上实现的一些关键技术进行了研究，重点研究了预处理后残差图像背景杂波模型的选择问题，算法DSP实现的数据存储和传输方案等，研究表明，采用基于EDMA的乒乓缓存的结构保证了数据传输的连续性。
　　结合本文提出的算法给出了该算法在DSP平台上实现的硬件系统架构和软件流程，并在TI公司的TMS320C6416 DSK开发套件中实现该算法，通过对算法优化，有效地缩短了检测时间，实验结果表明该算法符合红外小目标检测实时性的要求。