基于提升小波变换的弱小目标算法研究 本科毕业设计 - 图文

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安安安徽徽徽工业大学毕业设计（论文）说明书

摘 要

复杂背景下弱小目标的检测在机械工程中有着十分重要的作用，也是当前国内外研究的热点，高温镁溶液第一气泡的识别就是其中的一种重要技术。

本文主要研究基于提升小波变换的目标检测方法。在分析目标检测相关的小波变换理论的基础上，研究基于提升小波变换的弱小目标检测方法。为提高弱小目标检测效果，首先研究利用小波变换对目标图像进行增强和去噪的预处理，通过分析研究小波的弱小目标检测方法，然后提出采用自适应阈值快速算法结合目标去噪和增强的方法。论文从提升小波变换的性质出发，系统分析研究弱小目标检测方法，提出采用提升小波变换的弱小目标的检测方法。

关键词：弱小目标 小波变换 小波基构造 数学形态学 阀值

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Abstract

The first identification of the bubble in the surface temperature of magnesium melt is hydrogen content in molten magnesium rapid field detection of key technologies. Because of the magnesium alloy melt its own

characteristics - easily oxidized and burned, it makes air bubbles around the background very complex, using multi-scale decomposition of wavelet analysis, it is be able to reveale the amount of complex changes in the characteristics of the background.

This paper mainly studies about wavelet transform based on lifting Target Detection.Basing on wavelet transform theory of analysis and target detection ,it studies about Small Target Detection of Lifting Wavelet Transform .Proposed fast algorithm using combined adaptive threshold denoising and enhancement methods target。Proposed fast algorithm using combined adaptive threshold denoising and enhancement methods target.Papers from the lifting wavelet transform the nature of the proceeding, the system analysis of small target detection method is proposed using wavelet transform to enhance small target detection method.

Key words: Small target Wavelet Transform Wavelet Construction Morphology Threshold

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目 录

摘 要 ............................................................................ I Abstract ......................................................................... II 第一章 绪 论 ..................................................................... 1

1.1课题的背景与意义....................................................................................................... 1

1.2弱小目标的检测 .......................................................................................................... 1

1.2.1 弱小运动目标的特性分析................................................................................. 1 1.3本文主要内容安排....................................................................................................... 4 第二章 基于提升小波变换的弱小目标图像预处理 ....................................... 5

2.1小波变换理论基础....................................................................................................... 5

2.1.1概述 ................................................................................................................. 5 2.1.2连续小波变换 ................................................................................................... 6 2.1.3离散小波变换 ................................................................................................... 9 2.2 小波变换的多分辨率分析 ......................................................................................... 10 2.3 Mallat算法 ............................................................................................................. 12 2.4 小波构造.................................................................................................................. 14

2.4.1 正交小波的概念............................................................................................. 14 2.4.2 双正交小波的概念 ......................................................................................... 14 2.4.3 双正交小波的构造理论 .................................................................................. 15 2.4.4 双正交小波的性质 ......................................................................................... 18 2.5小波变换去噪理论..................................................................................................... 19

2.5.1小波去噪基本原理 .......................................................................................... 19 2.5.2小波去噪基本方法 .......................................................................................... 19 2.5 提升小波变换的基本原理 ......................................................................................... 21 第三章 弱小目标检测方法 .......................................................... 21

3.1 直方图均衡化算法.................................................................................................... 22

3.2 均值滤波算法........................................................................................................... 23 3.3 中值滤波算法........................................................................................................... 24 3.4 帧差法 ..................................................................................................................... 25 3.5 小波分析算法........................................................................................................... 26 3.6 阀值法 ..................................................................................................................... 28 3.7 形态学 ..................................................................................................................... 31

3.7.1膨胀 ............................................................................................................... 31 3.7.2腐蚀 ............................................................................................................... 32 3.7.3开、闭运算..................................................................................................... 33 3.8多频谱分析 ............................................................................................................... 34 3.9本章小结................................................................................................................... 35 第四章 总结与展望 ................................................................ 36

4.1论文总结................................................................................................................... 36

4.2论文展望................................................................................................................... 37 参考文献 ......................................................................... 38

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致 谢 ........................................................................... 40 附录一 ........................................................................... 41 附录二 ........................................................................... 49

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安徽工业大学工商学院 毕业设计（论文）说明书

第一章 绪 论

1.1课题的背景与意义

复杂背景中弱小目标的检测一直是监视和预警系统的重要组成部分。要求监视和预警系统具备极快的反应速度，只有及时地发现和捕获目标，才能实现有效的监视和预警作用。例如镁合金作为最轻的金属结构材料，具有密度小、比强度比刚度高、减震性和散热性好等优点，在汽车、通讯设备和电子行业中得到了日益广泛的应用。但是，显微气孔降低了它的力学性能。其中H2的析出起了主要作用。因此，有效地检测镁熔液含氢量成为目前研究的热点。高温镁熔液表面第一气泡的识别就是镁熔液含氢量快速现场检测的关键技术。

在绝大部分时间内，目标在视场中是以小目标形态出现的，而且目标的对比度一般都很低，加上图像中夹杂的杂散噪声，要准确地检测出目标的位置并把目标从背景噪声和杂散噪声中提取出来是一项艰巨的任务。目标信号幅值相对于背景和噪声很弱，具有很低的信噪比，因而弱小目标检测仍然是当前一个实用、热门的课题。

1.2弱小目标的检测

1.2.1 弱小运动目标的特性分析

作为一类非平稳随机信号中不确定信号的检测问题，序列图像中弱小运动目标的检测，是在无法获得图像背景、噪声及目标信号特征分布的条件下进行的。由于目标成像距离较远，目标在图像平面上往往只有几个到十几个像素，目标强度相对于背景杂波十分微小，更由于成像角度、大气折射、外界干扰等影响，目标在图像上的成像形状，往往呈不规则形状；目标与图像背景融合，更无纹理可言。从这个意义上讲，弱小运动目标的检测是在完全没有先验知识的条件下进行的。因此，弱小运动目标的检测是十分困难的，只有在深入分析和认识弱小运动目标特性的前提下，根据弱小运动目标的特性制定检测方法，才能取得满意的检测效果。弱小目标的特征包括“灰度特征”和“运动特征”。“灰度特征”描述的是弱小目标和背景之间的“空域”关系，是目标的“静态”特征；“运动特征”描述的是弱小目标和背景之间的“时域”关系，是目标的“动态”特征。单帧图像的灰度特征是进行图像预处理，实现目标增强的依据，而弱小目标的运动特征是联合多帧图像进行目标跟踪确认和获取运动轨迹的关键所在。

为了研究弱小运动目标的“灰度特征”，首先要分析弱小目标图像的灰度分布 情况，尤其是弱小目标及其邻域的灰度分布情况。图 2-1 给出一幅目标图像，为便 于观察，标记出了目标，绘出了目标图像的灰度三维曲面，并绘出了通过目标中心的行、列灰度扫描线。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/exr2.html