G¨ or¨ unt ¨ ulemeli Kızıl ¨ otesi Arayıcılar ic ¸in Bir Hedef ˙ Izleme Algoritması Gelis ¸tirilmesi Development of a Target Tracking Algorithm for Imaging Infrared Seekers Tayfun Aytac ¸ ve Onur Bekmen T ¨ UB ˙ ITAK-UEKAE / ˙ ILTAREN S ¸ ehit Yzb. ˙ Ilhan Tan Kıs ¸lası, 8. cad., 417. sok., 06800, ¨ Umitk¨ oy, Ankara {tayfun.aytac, onur.bekmen}@iltaren.tubitak.gov.tr ¨ Ozetc ¸e G¨ or¨ unt¨ ulemeli kızıl¨ otesi arayıcılar ic ¸in bir hedef izleme al- goritması ileri s¨ ur¨ ulm¨ us ¸t¨ ur. Algoritma imge ¨ on is ¸leme, ufuk tespiti, b¨ ol¨ utlemeyle aday hedefler/arkaplan ayrımı, aday he- deflere ait ¨ ozniteliklerin kullanılmasıyla hedef kararı verme- ye dayanmaktadır. Hedeflerin konumları Kalman s¨ uzgeciyle sabit hızlı hedef modeli kullanılarak kestirilmektedir. Gerc ¸ek imgelerde bas ¸arılı c ¸alıs ¸an algoritmanın, farklı senaryolar ic ¸in ¨ uretilmis ¸ sentetik imgelerle testi yapılarak, senaryo tabanlı per- formansı incelenmis ¸tir. Ayrıca, hedef izleme algoritmasının ısı fis ¸e˘ gi atımı gibi elektronik taarruz y¨ ontemine kars ¸ı etkinli˘ gi de˘ gerlendirilmis ¸tir. Elde edilen sonuc ¸lar sentetik imgeler kullanılarak etkin hedef tespit ve izleme algoritmalarının gelis ¸tirilebilece˘ gini g¨ ostermektedir. Abstract A target tracking algorithm for imaging infrared seekers is pro- posed. The algorithm is based on image preprocessing, horizon detection, segmentation based candidate targets/background discrimination, and target decision by using features of candi- date targets. The locations of targets are estimated with Kalman filter using constant velocity target model. Scenario based per- formance of the tracking algorithm, working successfully on real images, is investigated by testing with synthetic images generated for different scenarios. The effectiveness of the al- gorithm is also evaluated against electronic attack such as flare dispense. The results obtained show the possibility of devel- oping effective target detection and tracking algorithms using synthetic images. 1. Giris ¸ Kızıl¨ otesi algılayıcılar, genellikle g¨ und¨ uz, gece ve g¨ or¨ us ¸¨ un zayıf oldu˘ gu farklı hava kos ¸ullarında y¨ uksek do˘ grulukta y¨ ong¨ ud¨ um¨ un gerekti˘ gi hedef tespiti, ayırdetme, tanıma ve izleme gibi uygulamalarda kullanılmaktadır [1]. Kızıl¨ otesi bantta imge is ¸lemenin g¨ or¨ un¨ ur banda g¨ ore bas ¸lıca, d¨ us ¸¨ uk sinyal/g¨ ur¨ ult¨ u oranı, az kars ¸ıtlık, arkaplanda c ¸evresel yankı, ¨ onceden kestirilemeyen kamera hareketi, hedefin arkaplanla ya da bas ¸ka hedeflerle ic ¸ic ¸e gec ¸mesi, hava kos ¸ullarından dolayı ortam aydınlanmasından kaynaklanan de˘ gis ¸imler gibi zorlukları vardır. ˙ Ileri s ¨ ur¨ ulen algoritmaların ¨ olc ¸¨ umler sonucunda elde edilen gerc ¸ek kızıl¨ otesi imgeler ile test edilme imkanı, mevcut bu- lunan kızıl¨ otesi imgeler ile sınırlıdır. Sentetik imgeler, is- tenilen ortam ve zamanlama s ¸artlarını kontrol altında tu- tarak olus ¸turulabilmelerinden ve algılayıcı etkilerinin model- lenebilmesinden dolayı hedef tespit ve izleme algoritmalarının gelis ¸tirilme as ¸amasında sıkc ¸a kullanılmaktadır. Olus ¸turulan sentetik imgelerde ortam, hedef vb. kızıl¨ otesi sahne un- surlarının ¨ olc ¸¨ umlere dayalı olarak modellenmesi, gec ¸erlenmesi ve do ˘ grulanması gelis ¸tirilen algoritmaların do˘ grulu˘ gu ac ¸ısından ¨ onemlidir. Bu bildiride, gerc ¸ek imgelere dayalı olarak olus ¸turulan sentetik imgelerde deniz platformlarına y¨ onelik kızıl¨ otesi arayıcılar ic ¸in bir hedef tespit ve izleme algorit- ması ileri s¨ ur¨ ulmektedir. ˙ Ileri s¨ ur¨ ulen y¨ ontemin performansı olus ¸turulan farklı senaryolarla test edilmektedir. 2. Kızıl¨ otesi Arayıcılarda Hedef ˙ Izleme Genel olarak bir hedef izleme sistemi, aday hedeflerin imgede bulunması yani hedefin tespiti (imge ¨ on is ¸leme, b¨ ol¨ utleme, ¨ oznitelik c ¸ıkarımı, sınıflandırma ve konumlandırma adımlarını ic ¸ermektedir), hedefin izlenmesi, izlenen hedefin pozisyonuna g¨ ore algılayıcının bakıs ¸ ac ¸ısının hedefi ortalayacak s ¸ekilde de˘ gis ¸tirilmesi adımlarını ic ¸ermektedir. Kızıl¨ otesi arayıcılara ilis ¸kin bilgiler ac ¸ık kaynaklarda oldukc ¸a sınırlı oldu˘ gundan, daha c ¸ok basit benzetim c ¸alıs ¸maları ve arayıcı modelleri bu- lunmakta, bunlara kars ¸ı gelis ¸tirilen elektronik taarruz teknikleri ¨ uzerinde durulmaktadır. C ¸ alıs ¸ma [2]’de gemi kars ¸ıtı g¨ ud¨ uml¨ u mermilere kars ¸ı ısı fis ¸e˘ gi uygulamalarının etkinli˘ gini de˘ gerlendiren bir yaklas ¸ım ¨ onerilmis ¸tir. Varolan bir sıcak b¨ olge arayıcı benzetilmis ¸, g¨ ud¨ uml¨ u mermi hızı, g¨ ud¨ uml¨ u merminin atılma uzaklı˘ gı gibi parametreler benzetime dahil edilmis ¸tir. Arama modunda, arayıcı bakıs ¸ alanı ic ¸inde a˘ gırlık merkezini bulmakta, e˘ ger bakıs ¸ alanı ic ¸inde kars ¸ıtlık belli bir es ¸ik de˘ gerini as ¸arsa, arayıcı 978-1-4244-1999-9/08/$25.00 @2008 IEEE