复杂背景下红外目标检测方法研究+文献综述(3)
图像信号处理器硬件系统的研究，随着计算机技术和大型集成电路的发展，DSP（数字信号处理器）和FPGA（现场可编程逻辑器件）已广泛使用在图像信号处理器中。大容量存储器和多处理器并行结构的应用，使信号处理的能力和容量成数量级的增长。
各种检测、识别和跟踪算法和软件的研究，随着探测器水平和图像信号处理器处理能力的提高，各种复杂的算法得以在系统中实时运行。近年来针对复杂背景和各种干扰条件下的检测和识别的新算法不断涌现，更加智能化的状态判决和跟踪处理算法也得以应用。尤其是有关红外弱小目标检测的技术也得到迅速发展。
红外弱小目标的检测技术是红外成像系统中的核心技术之一，它利用图像处理算法对处于杂乱背景和强噪声环境中的目标进行自动检测。算法的性能对红外成像系统的作用距离和智能化程度十分关键。
从二十世纪八十年代末，人们已经开始利用红外传感器来检测远距离的热源。随着热成像技术的成熟，红外图像中的弱小目标检测技术已经成为一项独立的、具有明显特色的研究方向。尤其在军事领域，目前在欧美国家的一些先进的武器系统，包括航空母舰的预警系统、各种飞机的红外搜索跟踪系统、红外成像制导导弹和一些地面军事设施的告警系统中，红外弱小目标的检测技术的地位举足轻重。可以说远距离的飞机、导弹等飞行物的自动检测已成为成像制导、告警系统和光电对抗的核心技术。
红外图像信号处理硬件系统的性能和容量是与受探测器和电路技术发展水平相对应的。而红外弱小目标检测技术可以最大程度上发挥系统性能，使系统的整体性能达到最优。
近年来计算机技术和数字图像处理技术迅速发展，有关红外图像中弱小目标检测的理论、方法和技术方面的研究也在广泛地开展。
对于复杂背景下的红外弱小目标，由于成像距离远，特别是在非平稳的起伏背景干扰下，图像的信噪比低，因此目前红外弱小目标的检测技术的难点主要体现在以下几个方面：
（1）红外成像为热源成像，图像中目标和边界均模糊不清；
（2）图像中存在着大量的自然干扰和人为干扰容易造成虚警；
（3）弱小目标自身无明显形状、尺寸、纹理等信息可以利用；
（4）目标在图像上成像面积小，信噪比低，以至于传统的目标检测方法难以奏效；
（5）单帧处理较难保证检测性能，需要通过对多帧图象处理来积累目标能量，这使得存储和处理的数据量增大，为实时处理增加了难度。
所以对于红外弱小目标检测算法必须解决以下几个问题:
（1）对于初捕获时的红外弱小目标，如何有效利用它的局部灰度特性及其运动变化特征，来进行检测；
（2）在检测阶段，图像的信噪比(SNR)和信杂比(SCR)低，如何提高图像的信噪比(SNR)和信杂比(SCR)。
（3）在目标图像检测中，如何满足检测算法的实时性指标。
1．2 红外目标检测的研究目的和意义
精确制导武器是重要的国防力量，它是采用高精度探测控制及制导技术有效地从复杂背景中探测、跟踪及识别目标，并高精度命中目标要害部位以最终摧毁目标的武器装备。它利用各种传感器和信息网获取待攻击目标的位置、速度及特征状态等信息，经分析和处理后，实时修正或控制自身的飞行轨迹。经过半个世纪的发展和战火检验，已成为武器王国中的杀手锏。精确制导武器在战争中的广泛应用，必将引起作战样式的巨大变革。同时，作战样式的变革也必然对精确制导武器的发展提出更新更高的要求，推动着精确制导武器向精度更高、威力更大、突防能力更强的方向发展。精确制导武器的发展几乎融合了当今信息时代所有最新的科学技术，总的发展趋势是采用红外成像、毫米波、合成孔径雷达等多种制导方式。其中，红外成像制导技术是当今世界各国竞相发展的精确制导技术之一，从 20 世纪 90 年代以来爆发的几场局部战争看，利用红外成像制导技术的精确打击武器呈不断发展之势，使用量急增。