[發明專利]高速微小目標仿蠅視覺在線實時檢測裝置及檢測方法

有效

• 申請號: 201110315658.8
• 申請日: 2011-10-17
• 公開（公告）號: CN102510436A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 李敏;張學武;范新南;張卓;梁瑞宇;許海燕;宋鳳琴;林善明
• 申請（專利權）人: 河海大學常州校區
• 主分類號: H04N5/14
• 分類號: H04N5/14
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.一種高速微小目標仿蠅視覺在線實時檢測裝置，其特征是，包含

圖像信號采集模塊、初級視覺信息處理模塊、目標檢測跟蹤模塊；

所述圖像信號采集模塊中包含兩部CCD圖像傳感器及與所述CCD圖像傳感器對應的可編程視頻信號處理器；

所述初級視覺信息處理模塊中包含用于視頻圖像配準和初級運動估計的第一DSP芯片和與所述第一DSP芯片連接的第一存儲芯片；

所述目標檢測跟蹤模塊中包含：

2個并列的FPGA芯片，用于根據單極池細胞、雙極池細胞的調度機制分別實現大、小場景整合的高階信息處理，

與所述FPGA芯片連接的第二存儲芯片，

與所述第二存儲芯片連接的第二DSP芯片，將結合所述FPGA芯片輸出的抑制后的復雜背景和運動矢量估計信息進行目標檢測和跟蹤。

2.根據權利要求1所述的高速微小目標仿蠅視覺在線實時檢測裝置，其特征是，所述FPGA芯片封裝了單極池細胞和雙極池細胞單元。

3.根據權利要求1所述的高速微小目標仿蠅視覺在線實時檢測裝置，其特征是，所述第一DSP芯片中包含將相鄰兩個時刻配準好的全景圖像進行運動估計的初級運動檢測器模型，所述初級運動檢測器模型由初級運動檢測器單元EMD陣列組成，每個初級運動檢測器單元EMD與圖像中的像素一一對應。

4.基于權利要求1的高速微小目標仿蠅視覺在線實時檢測方法，其特征是，包括以下步驟：

步驟1，采用雙目運動相機并列捆綁的方式采集場景視頻信息，相機將模擬視頻信號傳輸到視頻采集卡上，將模擬視頻信號轉換為數字視頻信號；

步驟2，然后將視頻采集卡獲得的信息傳入DSP芯片，對雙目相機獲得的場景圖像進行初級視覺處理，包括對兩路視頻信號的配準和初級運動信息估計；

步驟3，采用兩塊并行設置的FPGA芯片對初級運動信息進行大場景、小場景整合和目標檢測，所述FPGA芯片中封裝了單、雙極池細胞單元，采用不同的池細胞調度機制使左側FPGA芯片進行大場景整合，右側FPGA芯片進行小場景整合；

步驟4，利用大、小場景整合結果獲得的背景運動估計和小目標運動方向作為目標檢測依據，對高速運動微小目標進行跟蹤。

5.根據權利要求4所述的高速微小目標仿蠅視覺在線實時檢測方法，其特征是，所述配準步驟為：首先估計兩幅同時刻圖像之間的仿射變換矩陣，然后通過縮放、旋轉和平移將同一時刻獲得的兩幅圖像進行拼接，獲得大范圍的全景圖像。

6.根據權利要求4所述的高速微小目標仿蠅視覺在線實時檢測方法，其特征是，所述初級運動信息估計將相鄰兩個時刻配準好的全景圖像采用初級運動檢測器模型進行運動估計，所述初級運動檢測器模型由初級運動檢測器單元EMD陣列組成初級運動信息檢測陣列，每個EMD單元與圖像中的像素一一對應，采用EMD陣列估計全景圖像的矢量場，每個EMD單元通過不同時刻、相鄰空間位置上亮度信息的交叉相乘，獲得極性不同的矢量信息作為小目標運動方向估計的基礎。

7.根據權利要求6所述的高速微小目標仿蠅視覺在線實時檢測方法，其特征是，所述大場景整合將局部區域內所有EMD單元對應的單極池細胞輸出進行疊加，疊加結果在雙極池細胞的調度下對每個EMD單元的輸出進行分流抑制，最后將抑制后的EMD輸出進行疊加獲得復雜背景特征抑制的大場景整合效果。

8.根據權利要求6所述的高速微小目標仿蠅視覺在線實時檢測方法，其特征是，所述小場景整合是將EMD單元對應的單極池細胞輸出作為抑制分量，在雙極池細胞的調度下，對每個EMD單元的輸出進行抑制，從而增強小目標特征，并對微小目標的運動方向進行估計。

9.根據權利要求6所述的高速微小目標仿蠅視覺在線實時檢測方法，其特征是，所述的池細胞調度機制包含單極池細胞調度和雙極池細胞調度，所述單極池細胞調度對EMD單元的輸出通過非線性增強和線性疊加，提高不同運動方向的敏感性差異，增強微小目標的時域特征；所述雙極池細胞調度是單極池細胞輸出對EMD單元的輸出進行分流抑制,?獲得的小目標運動方向信息用于確定跟蹤設備的運動方向。

10.根據權利要求4所述的高速微小目標仿蠅視覺在線實時檢測方法，其特征是，所述雙目運動相機為兩部CCD相機。