[發明專利]計算機處理天文觀測灰度圖像信息以進行目標追蹤的方法

無效

• 申請號: 200810243867.4
• 申請日: 2008-12-16
• 公開（公告）號: CN101458766A
• 公開（公告）日: 2009-06-17
• 發明（設計）人: 楊育彬;林琿
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/60
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙）
• 代理人: 肖明芳

1.一種計算機處理天文觀測灰度圖像信息以進行目標追蹤的方法，其特征在于該方法包括如下步驟：

(1)將天文觀測灰度圖像數據存儲在計算機存儲設備內；

(2)對圖像進行預處理；

(3)圖像目標識別：

(a)設置一個灰度閾值k，灰度低于此閾值的像素灰度都變為0，其余的像素都變成1，實現圖像的二值化；

(b)采用3x3窗口的中值濾波算法對二值化圖像進行再處理，去除噪聲干擾，并保留目標邊緣信息，得到用于提取空間目標的黑白圖像；

(c)根據空間目標與圖像背景的差別，自動從黑白圖像上搜索查找像素值為1的所有八連通像素點的集合，將其識別為空間目標，并予以標記，生成圖像的空間目標集；

(d)根據各個空間目標在圖像上的表示范圍，通過計算其形狀矩，獲取面積、灰度質心、長度、寬度和偏心率的幾何特征量；

(e)將面積范圍小于5個像素點的微小目標排除，將最后生成的空間目標集進行保存；

(4)圖像目標追蹤：

(a)基于Snake模型的主動輪廓追蹤：

在當前幀中，將Snake輪廓設置為參考幀中所識別出的空間目標集中的空間目標輪廓，隨著能量函數值的逐漸降低，輪廓向符合當前圖像目標特征的位置移動，能量最小化時的輪廓即為在當前幀中追蹤到的最終目標輪廓；

所述的能量函數為：

E=Σi=1n(α·Econt+β·Ecurv+γ·Eimage)]]>

式中，n為Snake每個空間目標的輪廓點數目；α＝1.5，β＝1.2，γ＝2.5；E_cont＝|d-|v_i-v_i-1||，其中，d為目標輪廓點之間的平均距離，v_i表示目標的第i個輪廓點；E_curv＝|v_i-1-2v_i+v_i+1|²，其中v_i表示目標的第i個輪廓點；E_image為經高斯濾波平滑處理的圖像中各輪廓點附近的梯度值；

將在當前幀和參考幀中具有最大位移的目標識別為空間碎片目標；

(b)基于特征相似性比較的目標追蹤：

在開始追蹤得到空間碎片目標后，繼續使用Snake主動輪廓模型對當前幀和參考幀中的相同空間目標進行確認；

以被確認的各個目標的特征量值為輸入向量，計算相鄰兩幅圖像中各個相同空間目標的特征量之間的曼哈頓距離，作為相似性匹配準則，參與相似性比較的所述特征量由目標區域的面積、長度、寬度和偏心率組成；

選取在相鄰兩幅圖像中具有最小曼哈頓距離的空間目標，確定為空間碎片，繼續進行后續追蹤，直至圖像序列結束。

2.根據權利要求1所述的計算機處理天文觀測灰度圖像信息以進行目標追蹤的方法，其特征在于步驟(2)所述的對圖像進行預處理的方法包括如下步驟：

(a)對圖像進行灰度拉伸，使其實際觀測值能覆蓋整個[0，65536]灰度區間；

(b)采用形態學濾波算法對圖像的背景進行提取，從而提取出圖像的整體背景特征；

(c)將圖像的灰度值減去圖像的整體背景中對應像素點的灰度值；

(d)增強圖像對比度，使圖像中像素的灰度范圍均勻分布于整個[0，65536]灰度區間。