在对Facet模型的方向导数特征进行研究的基础上,针对红外弱小目标提出了一种利用局部方向相对极差计算显著性的方法,以快速有效地提取复杂背景下的红外弱小目标。基于弱小目标单帧检测理论,首先计算原始图像的Facet方向导数特征,然后在Facet方向导数特征图的局部内,沿着导数方向计算相对极差对比度显著图。通过对各个方向上的相对极差对比度显著图进行融合得到最终的显著性图像。最后,采用适当的阈值分割从该图像中提取目标。实验结果表明,本文算法对复杂红外弱小目标图像具有很高的信杂比增益和背景抑制因子。另外,该算法的计算复杂度低且可利用二维卷积加速计算,具有良好的算法实时性,适用于各种处理器平台的工程实现。

幸运成像技术是一种相对简单的事后图像处理技术, 主要是对短曝光图像进行像质评价, 之后选取出高质量图像进行配准、叠加来复原出高分辨率目标图像。根据幸运成像技术的理论算法, 提出了一种适用于地基2.4m大口径望远镜的幸运成像技术方案和GPU局部加速算法流程。使用该方案拍摄的短曝光图像进行幸运成像, 获得了间距为0.3″的双星高分辨率图像。在选图过程中利用GPU设备进行并行计算, 探讨了加速幸运成像算法的可行性以及计算瓶颈的问题。实验结果表明, 在近红外条件下, 2m级大口径望远镜所拍摄的图像, 可以使用幸运成像算法重建出高分辨率的图像, 其FWHM约0.2″; GPU设备能够实现幸运成像算法的加速, 并提高整个算法的效率。