آشكار سازي اهداف متحرك كوچك در تصوير مادون قرمز با استفاده از نگاشت شناختي فازي

Small moving targets detection in infrared image using fuzzy cognitive map

آشكارسازي اهداف متحرك كوچك در سامانه هاي دفاعي و نظامي بسيار مهم است. براي اين منظور، استفاده از تصاوير مادون قرمز بر تصاوير مرئي ارجحيت دارد. چرا كه در شرايطي مانند ناوبري انواع شناورها كه در فضاي دود و مه و گرد و غبار در دريا صورت مي گيرد، تصاوير مرئي با هشدارهاي كاذب فراواني همراه هستند كه عمل آشكارسازي هدف كوچك را بسيار دشوار مي كنند. تاكنون روش هاي مختلفي براي آشكارسازي اهداف كوچك مادون قرمز و كاهش هشدارهاي كاذب ارائه شده اند. در اين مقاله ابتدا تصوير با استفاده از عمليات Top-Hat، كه يك روش مبتني بر پردازش ريخت شناسي است، بهبود داده مي شود. سپس مسئله تشخيص هدف كوچك مادون قرمز، به عنوان يك مسئله تشخيص الگوي دوكلاسه در نظر گرفته مي شود و از نگاشت شناختي فازي به منظور دسته بندي استفاده مي گردد. نگاشت شناختي فازي يك روش هوشمند ساده، اما قدرتمند است كه به منظور مدل سازي و تحليل اطلاعات به كار مي رود. اين اولين بار است كه از نگاشت شناختي فازي براي آشكارسازي اهداف كوچك مادون قرمز استفاده مي شود. نتايج نشان مي دهد روش نگاشت شناختي فازي توانسته است با دقت خوبي نسبت به ساير روش هاي شناسايي الگو عمل آشكارسازي را انجام دهد.

Abstract: Detection of small moving targets is of utmost importance in defense systems. For this purpose, using Infrared (IR) images is preferred to visible images for the reason that in circumstances such as marine navigation in fog and dust conditions, visible images are coming with false alarms that render the detection of small target difficult. So far different methods presented for IR small targets detection and false alarm reduction. In this study, first of all the image was enhanced with a morphological operation called Top-Hat. Then, the IR small target detection problem was considered as a tow-class pattern recognition problem and Fuzzy Cognitive Map (FCM) was applied for the classification. FCM is a simple, but also powerful intelligent method which is used for modeling and analysis of information. This paper is the first attempt to present FCM for IR small target detection. The obtained results indicate that FCM can detect the IR small targets with higher accuracy than any other pattern recognition methods.