[發(fā)明專利]一種海洋背景下的紅外仿真圖像平臺及其圖像生成方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110057771.0
• 申請日: 2011-03-11
• 公開（公告）號: CN102129700A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡文驊;許開宇
• 申請（專利權(quán)）人: 上海海事大學(xué)
• 主分類號: G06T11/00
• 分類號: G06T11/00;G06T5/50
• 代理公司: 上海天翔知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31224
• 代理人: 梁曉霏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及到一種紅外仿真圖像平臺，特別涉及到一種海洋背景下的紅外仿真圖像平臺及其圖像生成方法。

背景技術(shù)

在研究海上紅外目標(biāo)檢測和跟蹤算法中，需要進(jìn)行大量的海上實(shí)船試驗(yàn)，而每一次的實(shí)船試驗(yàn)，都會耗費(fèi)大量的人力和物力、財(cái)力。而且，一些特殊條件下的海上紅外實(shí)船實(shí)驗(yàn)由于實(shí)驗(yàn)條件很難達(dá)到，很難進(jìn)行多次有效的試驗(yàn)，綜上所述，針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，特別需要一種海洋背景下的紅外仿真圖像平臺及其圖像生成方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為研究人員提供一個海洋環(huán)境中弱小目標(biāo)的紅外圖像仿真平臺，該平臺能夠提供海洋環(huán)境背景下，人為目標(biāo)的紅外圖像或者視頻，用于在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中中研究目標(biāo)檢測和跟蹤算法。

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種海洋背景下的紅外仿真圖像平臺，其特征在于，所述平臺包括紅外人臉統(tǒng)計(jì)模板生成子系統(tǒng)、海洋背景紅外圖像選取子系統(tǒng)和紅外仿真圖像生成子系統(tǒng)；所述紅外人臉統(tǒng)計(jì)模板生成子系統(tǒng)用于生成不同距離的人臉模板圖像，海洋背景紅外選取子系統(tǒng)管理背景圖像的數(shù)據(jù)庫，根據(jù)用戶的選擇提取海洋背景圖像，紅外仿真圖像生成子系統(tǒng)用于將人臉模板圖像和海洋背景圖像結(jié)合起來。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述平臺是基于Visual?Studio?2008，利用C#語言編寫的。

一種海洋背景下的紅外仿真圖像生成方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

1）人臉仿真模板的生成

因?yàn)榕臄z到的人臉圖像有背景，所以首先要手工截取含有人臉部分的大致圖像，再采用鄰域平均法對手工分割的圖像進(jìn)行處理，然后對分割好的圖像的每個像素點(diǎn)做統(tǒng)計(jì)，將該像素是否屬于人臉，作為此像素點(diǎn)的出現(xiàn)概率，如式(1)所示，

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其中為所有樣本在處大于0的樣本數(shù)，為圖像的總數(shù)，為所求的統(tǒng)計(jì)模板，當(dāng)大于0.5時再將所有的樣本在處的灰度取平均，當(dāng)小于或等于0.5時將該點(diǎn)的灰度值置零，由此得到新圖像；

2）海洋背景圖像的選取

前期通過海上實(shí)船拍攝大量海洋背景的圖像，在背景仿真時，我們就根據(jù)海況、天氣的不同，建立不同的數(shù)據(jù)庫，存儲相關(guān)圖像，當(dāng)仿真需要時，根據(jù)實(shí)驗(yàn)環(huán)境要求的海況和天氣，選取此種情況下的圖像作為仿真圖像的背景圖；

3）仿真圖像的生成

生成的人臉紅外模板，還要根據(jù)海洋背景圖像的特點(diǎn)，進(jìn)行灰度變換，然后將人臉模板圖像與海洋背景圖像融合，圖像融合后，為了使人臉的邊緣和背景的過渡更加平滑，需進(jìn)一步做平滑濾波處理，最后得到較為真實(shí)的圖像。

本發(fā)明的有益效果是，可以提供不同距離、不同海況和天氣下的海洋背景紅外仿真圖像，用于在實(shí)驗(yàn)室壞境中研究目標(biāo)檢測和跟蹤算法。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述的海洋背景下的紅外仿真圖像平臺的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。

如圖1所示，本發(fā)明所述的海洋背景下的紅外仿真圖像平臺，是基于Visual?Studio?2008，利用C#語言編寫的；本平臺包括紅外人臉統(tǒng)計(jì)模板生成子系統(tǒng)、海洋背景紅外圖像選取子系統(tǒng)和紅外仿真圖像生成子系統(tǒng)；所述紅外人臉統(tǒng)計(jì)模板生成子系統(tǒng)用于生成不同距離的人臉模板圖像，海洋背景紅外選取子系統(tǒng)管理背景圖像的數(shù)據(jù)庫，根據(jù)用戶的選擇提取海洋背景圖像，紅外仿真圖像生成子系統(tǒng)用于將人臉模板圖像和海洋背景圖像結(jié)合起來。

下面結(jié)合一個具體的實(shí)施例，來進(jìn)一步闡述本平臺的圖像生成方法：

一種海洋背景下的紅外仿真圖像生成方法，所述方法包括如下步驟：

1）人臉仿真模板的生成

因?yàn)榕臄z到的人臉圖像有背景，所以需要將人臉從背景圖像中分割出來。首先手工截取含有人臉部分的圖像的大致圖像，再對該圖像取平均，即采用鄰域平均法對手工分割的圖像進(jìn)行處理,取3×3的鄰域，如式(1)所示，

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其中是輸入圖像，為平均圖像。

選擇中灰度值最大點(diǎn)的坐標(biāo)作為將要分割圖像的中心，在中以為中心統(tǒng)一截取大小為9×9的人臉圖像作為訓(xùn)練圖像。再對圖像做閾值處理，將人臉部分從背景中分割出來。

分割后的圖像由式(2)獲得，