[發(fā)明專利]一種基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的紅外弱小目標(biāo)檢測方法及裝置在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202011245209.6 | 申請(qǐng)日： | 2020-11-10 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN112419359A | 公開（公告）日： | 2021-02-26 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 王禮賀;楊德振;黃成章;喬志平;王偉丞;李凱峰 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 中國電子科技集團(tuán)公司第十一研究所 |
| 主分類號(hào)： | G06T7/194 | 分類號(hào)： | G06T7/194;G06T7/136;G06T7/73;G06N3/04 |
| 代理公司： | 工業(yè)和信息化部電子專利中心 11010 | 代理人： | 羅丹 |
| 地址： | 100015*** | 國省代碼： | 北京;11 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 卷積 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 紅外 弱小 目標(biāo) 檢測 方法 裝置 | ||
1.一種基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的紅外弱小目標(biāo)檢測方法，其特征在于，包括；
對(duì)連續(xù)輸入三幀圖像采用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理，得到前景掩碼圖像；
檢測輸入圖像中的像素點(diǎn)建立盲元表；
利用所述盲元表剔除所述前景掩碼圖像的盲元和閃元；
關(guān)聯(lián)多幀所述前景掩碼圖像得到真實(shí)目標(biāo)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是通過學(xué)習(xí)多種背景條件下的樣本數(shù)據(jù)與樣本數(shù)據(jù)的前景掩碼信息不斷訓(xùn)練而得到：其中，所述卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包括5個(gè)層級(jí)，每個(gè)層級(jí)包括卷積層、BN層和激活函數(shù)層；其中，
每一層級(jí)的卷積層包含2個(gè)3×3×3大小的卷積核，對(duì)輸入的圖像進(jìn)行卷積計(jì)算后的特征圖像送入所述BN層計(jì)算均值、方差參數(shù)，再帶入正則公式得到計(jì)算結(jié)果；所述BN層的計(jì)算結(jié)果送入所述激活函數(shù)層進(jìn)行計(jì)算，并輸出至下一層級(jí)的卷積層，直至第5個(gè)層級(jí)執(zhí)行完畢得到前景掩碼圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述檢測輸入圖像中的像素點(diǎn)建立盲元表，包括；
若預(yù)設(shè)幀數(shù)圖像中，某一位置的像素點(diǎn)的像素值小于周圍像素點(diǎn)像素值，則判定該像素點(diǎn)為盲元；
若預(yù)設(shè)幀數(shù)圖像中，某一位置的像素點(diǎn)的像素值大于或小于周圍點(diǎn)的像素值，判定該像素點(diǎn)為閃元，否則，判斷該像素點(diǎn)為疑似目標(biāo)；
保存盲元和閃元的位置信息至所述盲元表中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述利用所述盲元表剔除所述前景掩碼圖像的盲元和閃元，包括：
根據(jù)所述盲元表記錄的所有盲元和閃元的位置信息，剔除前景掩碼圖像中的盲元和閃元；
根據(jù)周圍像素點(diǎn)的像素值的平均值作為相應(yīng)位置的盲元或閃元的像素值。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述關(guān)聯(lián)多幀所述前景掩碼圖像得到真實(shí)目標(biāo)，包括：
計(jì)算當(dāng)前幀與前一幀前景掩碼圖像的疑似目標(biāo)的距離：
若疑似目標(biāo)的距離不大于預(yù)設(shè)距離閾值，則關(guān)聯(lián)次數(shù)加1；
若關(guān)聯(lián)次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)次數(shù)閾值，則判定該疑似目標(biāo)為真實(shí)目標(biāo)；
若當(dāng)前幀沒有疑似目標(biāo)或者當(dāng)前幀與前一幀前景掩碼圖像中的疑似的距離大于預(yù)設(shè)閾值或者關(guān)聯(lián)次數(shù)未達(dá)到預(yù)設(shè)次數(shù)閾值，則目標(biāo)丟失，重新查找目標(biāo)。
6.一種基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的紅外弱小目標(biāo)檢測裝置，其特征在于，包括；
處理單元，用于對(duì)連續(xù)輸入三幀圖像采用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理，得到前景掩碼圖像；
檢測單元，用于檢測輸入圖像中的像素點(diǎn)建立盲元表；
剔除單元，用于利用所述盲元表剔除所述前景掩碼圖像的盲閃元；
關(guān)聯(lián)單元，用于關(guān)聯(lián)多幀所述前景掩碼圖像得到真實(shí)目標(biāo)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是通過學(xué)習(xí)多種背景條件下的樣本數(shù)據(jù)與樣本數(shù)據(jù)的前景掩碼信息不斷訓(xùn)練而得到，且包括5個(gè)層級(jí)，每個(gè)層級(jí)包括卷積層、BN層以及激活函數(shù)層；其中，每一層級(jí)的卷積層包含2個(gè)3×3×3大小的卷積核，對(duì)輸入的圖像進(jìn)行卷積計(jì)算后的特征圖像送入所述BN層計(jì)算均值、方差參數(shù)，再帶入正則公式得到計(jì)算結(jié)果；所述BN層的計(jì)算結(jié)果送入所述激活函數(shù)層進(jìn)行計(jì)算，并輸出至下一層級(jí)的卷積層，直至第5個(gè)層級(jí)執(zhí)行完畢得到前景掩碼圖像。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述檢測單元具體用于：
若預(yù)設(shè)幀數(shù)圖像中，某一位置的像素點(diǎn)的像素值小于周圍像素點(diǎn)像素值，則判定該像素點(diǎn)為盲元；
若預(yù)設(shè)幀數(shù)圖像中，某一位置的像素點(diǎn)的像素值大于或小于周圍點(diǎn)的像素值，判定該像素點(diǎn)為閃元；否則，判定該像素點(diǎn)為疑似目標(biāo)；
保存盲元和閃元的位置信息至所述盲元表中。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或8所述的裝置，其特征在于，所述剔除單元具體用于：
根據(jù)所述盲元表記錄的所有盲元和閃元的位置信息，剔除前景掩碼圖像中的盲元和閃元；
根據(jù)周圍像素點(diǎn)的像素值的平均值作為相應(yīng)位置的盲元或閃元的像素值。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述關(guān)聯(lián)單元，具體用于：
計(jì)算當(dāng)前幀與前一幀前景掩碼圖像的疑似目標(biāo)的距離：
若疑似目標(biāo)的距離不大于預(yù)設(shè)距離閾值，則關(guān)聯(lián)次數(shù)加1；
若關(guān)聯(lián)次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)次數(shù)閾值，則判定該疑似目標(biāo)為真實(shí)目標(biāo)；
若當(dāng)前幀沒有疑似目標(biāo)或者當(dāng)前幀與前一幀前景掩碼圖像中的疑似的距離大于預(yù)設(shè)閾值或者關(guān)聯(lián)次數(shù)未達(dá)到預(yù)設(shè)次數(shù)閾值，則目標(biāo)丟失，重新查找目標(biāo)。
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