人工智能-目标检测-基于时域廓线向量积的红外弱小目标检测算法研究.pdf
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2022-06-26
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第一章绪论
第一章
绪论
１．１研究背景及意义
现代战争是高技术战争，高技术已渗透到战场的每一个领域，改变着战争的
形式，直接影响到战争的胜负。随着军事高科技的飞速发展，以精确制导导弹为
代表的各种精确制导武器在现代战场中发挥着越来越强大的威力。过去的作战形
式一般是参战人员短距离的火力对抗，而在现代高技术战争中，作战形式主要是
依靠精确制导武器实施远程打击对方来保护自己，以最小的代价换取最大的成果，
从而达到战胜的目的。显然，更有效的目标检测与跟踪技术将为节约战斗力起到
决定性的作用。
早期的目标检测与跟踪系统是以雷达为代表的，它具有作用距离远、全天候
工作等优点。然而，由于它本身固有的对外辐射特性，使得雷达探测系统存在容
易暴露己方作战平台从而容易受到反辐射导弹攻击的缺点。因此随着现代隐身技
术以及对地攻击武器技术等的飞速发展，雷达的应用出现了一些局限性，迫切需
要一种新型的对抗设备来探测和跟踪低雷达特征的来袭目标，于是将电子对抗的
频谱扩展到红外光波段。红外搜索与跟踪系统（Ｉｎｆｒａｒｅｄ
ｓｅａｒｃｈ
ａｎｄ
ｔｒａｃｋ，ＩＲＳＴ）主要
用来探测和跟踪各种高性能的战斗机和精确制导武器，它仅以被动的方式接收目
标辐射的热能探测目标，因此较雷达探测系统而言，ＩＲＳＴ隐蔽性好、分辨率高，
并具有较强的抗低空和超低空突防、抗反辐射导弹、抗电磁干扰和反隐身的能力，
而且能够准确引导干扰系统（特别是激光武器）实施干扰【ｌｌｏ
随着现代战争级别的不断升级，对红外目标的检测和跟踪也提出了更高的要
求。现代化的高科技战争要求武器系统具备尽可能短的反应时间、尽可能远的发
现距离，既要保证较高的检测概率和较低的虚警概率，又要在较短的时间内做出
判断乃至相应的反应。当运动目标距离较远时，目标在红外焦平面上成像的面积
很小，一般不超过探测器像元的大小。图像中的小目标由于面积太小而无法反映
几何轮廓特征。由于红外探测系统受到大气热辐射、作用距离、探测器噪声和其
本身性能等因素的影响，它探测到的红外目标图像呈现为低对比度图像，特别是
在目标信号相对较弱，背景有非平稳的起伏干扰情况下，红外目标有可能被大量
复杂的噪声与杂波所干扰，使得图像信噪比极低，目标灰度不断变化，目标的形
状和结构信息不足，这就进一步加大了检测跟踪目标的难度。所以，对复杂背景
下红外弱小目标检测技术的研究一直是近年来研究的热剧２１。
综上所述，开展红外搜索与跟踪系统中弱小目标检测技术的研究，对红外成
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