基于小波变换和改进Top-Hat滤波的红外小目标检测
第４６卷 第１１期 激光与红外
Ｖｏｌ．４６，Ｎｏ．１１ ２０１６年１１月 ＬＡＳＥＲ ＆ ＩＮＦＲＡＲＥＤＮｏｖｅｍｂｅｒ，２０１６
文章编号：１００１-５０７８（２０１６）１１-１４３１-０６·图像与信号处理·
基于小波变换和改进Ｔｏｐ－Ｈａｔ滤波的红外小目标检测
张 宁，辛云宏
（陕西师范大学物理学与信息技术学院，陕西西安７１００６２）
摘 要：提出了一种基于小波变换与改进Ｔｏｐ－Ｈａｔ滤波的有效地红外小目标检测算法。该方
法首先对红外图像进行单层小波分解，分别得到近似、水平、垂直和对角四个分量；接着，对近
似分量进行改进Ｔｏｐ－
Ｈａｔ滤波，并将滤波结果与原近似分量进行差分，得到差分图像，将其再与水平分量进行融合形成新的近似和水平分量。同时将垂直和对角分量的小波系数置零，进
行小波重构。最后，为了进一步凸显红外小目标，采用了基于直方图的灰度变换方法对重构图
像进行增强。实验结果证明本文所提出的算法能准确地检测出红外小目标，且鲁棒性较好。
关键词：红外小目标；小波变换；改进Ｔｏｐ-Ｈａｔ；融合
中图分类号：ＴＰ３９１ 文献标识码：Ａ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１-５０７８．２０１６．１１．０２６
Ｉｎｆｒａｒｅｄｓｍａｌｌｔａｒｇｅｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｗａｖｅｌｅｔｔｒａｎｓｆｏｒｍ
ａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｄＴｏｐ-Ｈａｔｆｉｌｔｅｒ
ＺＨＡＮＧＮｉｎｇ，ＸＩＮＹｕｎ-ｈｏｎｇ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＰｈｙｓｉｃｓａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＳｈａａｎｘｉＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＸｉ′ａｎ７１００６２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｎｉｎｆｒａｒｅｄｓｍａｌｌｔａｒｇｅｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｂａｓｅｄｏｎｗａｖｅｌｅｔｔｒａｎｓｆｏｒｍａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｄＴｏｐ-Ｈａｔｆｉｌｔｅｒｉｓｐｒｏ-
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作者简介：张 宁（１９９１－），女，硕士研究生，主要研究领域为红外小目标的检测。Ｅ-ｍａｉｌ：ｎｉｎｇｚ＠ｓｎｎｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
通讯作者：辛云宏（１９６７－），男，教授，主要研究方向为微弱光电信号检测与处理，被动目标定位跟踪，多传感器信息融
合。Ｅ-
ｍａｉｌ：ｘｉｎｙｈ＠ｓｎｎｕ．ｅｄｕ．ｃｎ收稿日期：２０１６-０１-３０；修订日期：２０１６-０３-０９
１ 引 言
红外成像具有被动工作、抗干扰性强、目标识别
能力强、全天候工作等特点，在很多军用与民用领域
都得到了越来越广泛的应用［１］。因此，作为一项关键技术，红外小目标检测已成为红外图像处理领域
中一项非常重要的研究课题。然而，当检测到的信号相对较弱，背景有非平稳起伏干扰时，目标边缘有可能被大量杂波与噪声所覆盖，从而导致图像对比度低、信噪比低、边缘模糊、形状和结构的信息不
足［２］。这种复杂情况，使得红外目标的有效检测非万方数据