小波变换在海面目标自动检测中的应用

本论文以下列课题为背景：（1）“新一代光电指挥仪关键技术研究”—中科院知识创新工程预研课题；（2）“自寻的反舰导弹电视导引头”—型号任务，针对武器系统研制在图象跟踪与制导信息处理方面的关键技术，研究了海空复杂背景下舰船目标的自动检测与定位技术。本文提出了一种基于小波变换的舰船目标自动检测方法。该方法在分析海空场景图象特征的基础上，利用小波多分辨率分析和小波变换良好的局部分析特性，研究了图象预处理和目标定位的WT方法，将小波分析的思想贯穿于自动目标检测的全过程。提出了一种海空复杂背景图象预处理方法—基于小波多尺度分析的水天线检测方法。采用多分辨率组合带通滤波，对海空场景图象进行多级小波分解，利用小波分解垂直方向上的高频分量，综合多个尺度下的模极大值信息，由粗到精定位水天线。通过构造能量函数，提出了一种目标自动检测和定位方法。在检测到水天线位置的基础上，进一步检测目标：对小波分解水平方向上的高频分量，进行互能量交叉，既突出了目标，又有效地抑制了背景噪声；依据水天线定位参数，结合加权处理与门限处理，进行海杂波抑制；构造边缘能量函数，通过能量判决完成了目标检测；利用双窗口的不相似性度量函数完成了目标的准确定位。大量的仿真实验表明，本文提出的海面目标自动检测的WT方法，能够较好地实现在单帧图象中检测出舰船目标，亮暗目标兼容，而且在如下几类复杂条件下，检测算法依然取得了较好的检测效果：水天线倾斜；有较强的海杂波干扰；存在一定的鱼鳞光干扰；天空背景干扰；海面能见度较低图象模糊；小目标情况等。