小目標(biāo)跟蹤報告

1基于粒子濾波的紅外弱小目標(biāo)的檢測與跟蹤弱小目標(biāo)檢測與跟蹤的開展1弱小目標(biāo)檢測與跟蹤的背景在現(xiàn)代高科技戰(zhàn)爭中，為了能盡早地發(fā)現(xiàn)敵方衛(wèi)星、導(dǎo)彈、飛機(jī)、坦克、車輛等軍事目標(biāo)，增大作戰(zhàn)距離，要求在遠(yuǎn)距離處就能發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，只有及時地發(fā)現(xiàn)目標(biāo)、跟蹤目標(biāo)、捕獲和鎖定目標(biāo)，才能實現(xiàn)有效的攻擊。然而，對于獲得的遠(yuǎn)距離圖像，目標(biāo)成像面積小，可檢測到的信號相對較弱，特別是在復(fù)雜背景干擾下，目標(biāo)被大量噪聲所淹沒，導(dǎo)致圖像的信噪比〔SNR〕很低，小目標(biāo)檢測工作變得困難起來。因此，低信噪比條件下序列圖像運動小目標(biāo)的檢測問題成了一個亟待解決的關(guān)鍵問題，探索和研究新的小目標(biāo)檢測理論以及如何將現(xiàn)有的檢測理論應(yīng)用于小目標(biāo)仍是一項重要的課題，對現(xiàn)代戰(zhàn)爭以及未來戰(zhàn)爭具有深遠(yuǎn)的意義。2弱小目標(biāo)的含義“弱〞和“小〞指的是目標(biāo)屬性的兩個方面。所謂“弱〞是指目標(biāo)紅外輻射的強(qiáng)度，反映到圖像上是指目標(biāo)的灰度，即低比照度的目標(biāo)，也稱灰度小目標(biāo)；所謂“小〞是指目標(biāo)的尺寸，反映到圖像上是指目標(biāo)所占的像素數(shù)，即像素點少的目標(biāo)，也稱能量小目標(biāo)。3弱小目標(biāo)檢測與跟蹤的難點面在低咱信噪遷比情成況下顫檢測恒和跟烤蹤未物知位白置和撓速度努的運鍛動小看目標(biāo)陽是紅擱外搜姻索和卡跟蹤登系統(tǒng)軌中的脅一個戴重要飄問題錘，悠其主翼要困證難在許于模：墻(1歲)紡勺缺少四關(guān)于養(yǎng)背景題的統(tǒng)充計先倡驗信休息矛；谷(2陣)男庭目標(biāo)蹤的信樹噪比蓮非常秀低以怎至于森很難高從單薯幅圖嘴像中鳴檢測士出目劍標(biāo)鈴；培(3車)考祥目標(biāo)庭可能杠會在碰未知鐘時間育點上統(tǒng)出現(xiàn)填或消即失海；翼(4例)侵專無法耕得到泛形狀制、校紋理港等有廟用的斯目標(biāo)慶特征池；而(5刃)戒轟僅有訴的檢亡測信昌息是儲目標(biāo)坡的未啄知的容亮度容和移副動速濃度進(jìn)。教4券紅外古弱小鑄目標(biāo)寇的饒檢測阿與跟標(biāo)蹤算權(quán)法糞1〕賓算法培分類給：村盞徒◆月蝦DB血T〔糞De碎te常ct憐b與ef搖or測e苦Tr療ac沿k〕安--叔--飲跟蹤仗前檢糖測；眠斃賠◆率蛙TB乒D趣族(T余ra愧ck貸b父ef鏡or市e廣De夸te夾ct污)俯--辮--偷檢測訓(xùn)前跟休蹤。漂2〕氏DB鳥T算君法燃※禽監(jiān)DB令T書算法貿(mào)檢測壽與跟醫(yī)蹤的來原理眾經(jīng)典返的小還目標(biāo)倍檢測陪與跟鵝蹤方能法是碧DB褲T，貓即先岔根據(jù)屬檢測軋概率缺和虛監(jiān)警概壺率計索算單株幀圖妄像的燦檢測己門限漠，橫然后摔對每逗幀圖鎖像進(jìn)煌行分漠割困，捎并將微目標(biāo)建的單勝幀檢絡(luò)測結(jié)姓果與童目標(biāo)脾運動腹軌跡澆進(jìn)行妹關(guān)聯(lián)統(tǒng)，區(qū)最后巡進(jìn)行刮目標(biāo)尤跟蹤謊，適疤應(yīng)于迅信噪此比擬護(hù)低高振的情岸況下怒。籍※眨而算法哄流程伶圖案貼儲蘇呀陳撤曠況廣忍圖衫1孕先檢行測后梨跟蹤識算法時流程嘴壓DB禾T殼算法述常采夠用的伏方法那么：授小波娘分析毅方法稀背景謀抑制豬方法喚基于配變換民的方乏法呢門限紐檢測昆方法濟(jì)3〕紋T丟BD繼算法揉※叔內(nèi)TB蹦D抹算法領(lǐng)檢測艷與跟郊蹤的煎原理階目前叫人們彈較多退采用冰TB授D訪方法訪來檢北測圖輕像中鞠低信猴噪比煙弱小謙目標(biāo)傷，非這種哭方法愈對單制幀圖饅像中病有無囑目標(biāo)挨先不梨進(jìn)行螞判斷葡，寧而是板先對遵圖像抽中較遇多的未可能士軌跡辨同時爬進(jìn)行煩跟蹤掉，煙然后淺根據(jù)閣檢測猴概率赴、諷虛警隔概率嚷和信擦噪比地計算劍出多歇幀圖剖像的犁檢測溉門限階進(jìn)行殘決策估?？衷诘秃坌旁肟姹惹榧闆r下框，T進(jìn)BD叉的檢衰測性岔能優(yōu)環(huán)于D懶BT鵝。面算法床流程須TD歐B方鄭法概恒括起陪來包京含三長個步百驟：能一背進(jìn)景抑編制杏，殃通過咐濾波緒將紅秒外圖踏像低鮮頻和蚊高頻該局部尖進(jìn)行揉別離助，取提高目信噪沖比取，洽盡可鋼能抑范制原分始圖將像中乒的低新頻背賭景雜楊波干含擾間；姑二是拴可疑哄目標(biāo)聯(lián)跟蹤招，逝利用淹相鄰糖幾幀夜中目源標(biāo)的剛運動唱信息火來分溝割可聰能目宰標(biāo)慮，承從背鬼景抑宵制后首的圖即像中昏分割裕出少陰量候輛選目抽標(biāo)進(jìn)阿行跟挺蹤射；憑三是混目標(biāo)繞檢測研，花利用聯(lián)序列心圖像畢中目交標(biāo)運劉動的泥連續(xù)犯性和韻軌跡澆的一姐致性賽，解進(jìn)一裙步排念除虛鬧假目西標(biāo)欣，搞從候五選目白標(biāo)中賴檢測漲出真愉正的襪目標(biāo)蜘。毫圖2超紅案外弱顫小目喚標(biāo)T鑒DB趣算法刮設(shè)計錄流程蠟常用捎方法孩基于餃三維懼匹配恥濾波通器方組法鑼基于暑多級同假設(shè)幅檢驗失方法漸基于員高階瓦相關(guān)佩方法癥基于罩動態(tài)棋規(guī)劃叛方法才基于出投影牽變換脂方法薪基于封時域屯濾波唱方法綠基于替粒子趣濾波沉方法娛基于低粒子努濾波駱方法盾的T深BD鋼算法類開展華現(xiàn)狀莫●緊國外彈開展側(cè)現(xiàn)狀鋤滲控基于壓粒子岔濾波泄檢測敘小目傾標(biāo)的扛思想垂首先當(dāng)是由循Sa退lm攻on濫d撿提出令的，汗他通索過運菠動方道程預(yù)限測出巨下一橋時刻扒的運跨動狀矮態(tài)，趴再利艱用傳到感器送獲得手的量企測數(shù)屆據(jù)對急其進(jìn)蛇行更我新，僵得到倒該時星刻狀躺態(tài)的堅后驗侵概率扁分布緩，最偶后以牙目標(biāo)斧出現(xiàn)塘概率跌作為莫目標(biāo)東檢測償?shù)呐欣讛鄿?zhǔn)屑那么，抽檢測棟出真譜實目用標(biāo)，傻并估鑼計目臨標(biāo)在墓空間臭平面境內(nèi)的警位置舉。燕Ri稀st勞ic伍完善痰了斬Sa盟lm診on銳d理他們雷的工織作，催給出肚了詳注細(xì)的軋實現(xiàn)餃步驟近，并酒且評竹價了保該算所法的乖跟蹤蘇誤差屋性能域及檢爽測性員能。戒Bo反er填s也嗓在這兆方面變做了做大量疫研究壽，其樓框架高上與辟前者攀相似真，只候是將忘單目慈標(biāo)推旗廣到賄多目貴標(biāo)。創(chuàng)最近韻，在鮮R浙is派ti何c的仁根底渾上，鎮(zhèn)Ru金tt翅en倦等獄學(xué)者荒對粒屬子濾梯波司TB煙D榆算法呆作了式深入旁研究壽，在尼其研礦究中腰所采屑用的博量測墨噪聲庸不是哭傳統(tǒng)燈的高妙斯噪之聲，次而是雖R恭ic沈ea眨n大噪聲喇和燃Ra系yl就ei南gh杜噪垂聲，笛這樣墾使量王測更注加接盈近真于實數(shù)忽據(jù)，廚并且肯通過僑推導(dǎo)勉得出漏目標(biāo)巾出現(xiàn)位概率溉的計跡算公束式。陪●霉國筋內(nèi)發(fā)叨展現(xiàn)擱狀眨針對紋低信衣噪比菜下幅昆值波性動的豬弱目錄標(biāo)跟欺蹤問坊題，頓楊小掀軍提追出了脖一種漿基于錦粒子亦濾波禽和至Ba除ye楚s逢似然俯比方奔法的躲聯(lián)合貴檢測斤和跟敬蹤算雙法。效在低煌信噪減比復(fù)拋雜環(huán)卷境下肝的紅拴外小伸目標(biāo)公檢測眨和跟崇蹤問絲題，鋼胡洪娛濤等招提出績了基曠于輔減助粒中子濾沿濾的打紅外漿小目幫標(biāo)檢檢測前倉跟蹤伍算法歐。獎4〕延TB紗D與自DB陣T檢扣測性臟能比欠較酒跟蹤驢前檢縣測方翼法〔徐DB曾T〕倘檢測允前跟宣蹤方京法〔侮TB花D〕即優(yōu)點宇先進(jìn)麗行單雁幀檢妹測如算法等簡單割實現(xiàn)手容易陣虛警鎮(zhèn)概率堪低，騾檢測隙概率冷高耕抗干單擾能愁力強(qiáng)干適用程于信頌噪比眾較應(yīng)低戒的弱罰小目煎標(biāo)手缺點水抗干冶擾能盛力差驗虛警魂概率樸高，仿檢測昨概率反低走適用潑于信丟噪比蛇較高恢的小斷目標(biāo)腎需要界多幀乏檢測惹，算陡法復(fù)墨雜畜計算糞量大句，存雨儲量南大叉硬件泥實現(xiàn)撿較難獸二芒粒子他濾波京回憶櫻1背粒子揀濾波振器的男簡介阻近年茄來，行隨著芹計算糧機(jī)處襲理能鉤力的房快速巧開展寬，使陸得粒全子濾低波，曬作為中序列郵信號桃處理列的一誤種非類常有建效的騎方法南，成袋為研內(nèi)究領(lǐng)迅域的月一個柔熱點幫。它挺在處麥理復(fù)蘭雜的丘非線萄性或鎮(zhèn)非高附斯問卵題的慎潛力呢，引英起了鉤信號辦處理鄰、統(tǒng)因計學(xué)栗、經(jīng)冶濟(jì)計億量學(xué)岔等不宗同領(lǐng)姻域的舉專家娃學(xué)者帳的關(guān)纖注。仿基于身序列疾重要挎性采協(xié)樣概私念和互貝葉邀斯的胃應(yīng)用杯，粒銳子濾觸波在甚處理龜非線零性、帶非高喘斯問揚題上萌顯得蛛尤為貓重要橋。這五種方乎法的伍核心全思想繭是：甲用由濟(jì)粒子摘及其董權(quán)重己組成顫的離津散隨躺機(jī)測闊度近逮似相東關(guān)的歷概率鳳分布厭，并均根據(jù)畜算法補(bǔ)遞推盯更新婆離散甚隨機(jī)咸測度叔。即粒子斬濾波世首先習(xí)在核迫物理誘領(lǐng)域遺核武裳器試線驗仿呼真方肚向獲不得成揀功應(yīng)聲用。棉現(xiàn)在箭，它疾已經(jīng)盆廣泛萍應(yīng)用齡到目呀標(biāo)跟筒蹤、坑信號勤處理絲和數(shù)匆字通歐信等歲多個圣領(lǐng)域省。欣粒子冰濾波樸首先鑰是G雅or劑de泥n在蔬19相93考年提孩出的銳。滿粒子糞濾波駐首先股是G孩or掘de風(fēng)n在捎19坦93型年提彎出的睬，它雁是一鳥種基偷于蒙跌特卡肯羅〔尋Mo什nt縮e玉Ca邪rl靜o,懇MC暮〕和類遞推葡貝葉壘斯估顏計的駛濾波弊方法按。前〔隨蹄著計仙算機(jī)胞的發(fā)夜展〕加粒子咬濾波豪已經(jīng)敘成為股研究尤非線超性非蹦高斯今動態(tài)攻系統(tǒng)璃最優(yōu)怨估計巴問題治的一源個熱頌點和駐有效穿方法步。〔傍引起荷了不知同領(lǐng)三域?qū)屑业脑桕P(guān)注乎〕巾根本骨思想身：首佳先依子據(jù)系遇統(tǒng)狀汗態(tài)向疼量的紡經(jīng)驗燕條件鍵分布弄，在撕狀態(tài)介空間正產(chǎn)師生爺一組碎隨機(jī)握樣本書集天合，攝這些晝樣本付稱為朵粒子御；昏然后殿根據(jù)撈觀測帆量不駁斷地米調(diào)整針粒子哀的權(quán)丹重和畏位置懸，通霧過調(diào)書整后撓的刺粒子杯的信董息，濃修正貿(mào)最初辟的經(jīng)恒驗條鼠件分持布呀。墓它可溪以應(yīng)搶用繳在尋任何尺動態(tài)箭狀態(tài)額空堅間歸模勵型。面核心咸思想系是：粗用由范粒子態(tài)及其屬權(quán)重示組成猾的離蛛散隨黑機(jī)測逐度近您似相膊關(guān)的慌概率枕分布張，并分根據(jù)捎算法萬遞推注更新統(tǒng)離散聾隨機(jī)盡測度被?！矌鞂τ隗H動態(tài)算系統(tǒng)蹈，采刷用離廊散時做間方貸法是洞很方絹便的累，且夏被廣止泛應(yīng)獵用。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