[發明專利]一種弱目標識別與跟蹤的處理方法

無效

• 申請號: 201210140072.7
• 申請日: 2012-05-08
• 公開（公告）號: CN103391419A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 鄭玉山;鄧正宏;夏杰
• 申請（專利權）人: 西安秦碼軟件科技有限公司
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;G06T5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明專利屬于視頻監控技術領域，尤其是涉及一種弱目標識別與跟蹤的處理方法。

背景技術

近些年來，視頻監控系統在各行業已得到了廣泛應用，例如日常生活中的超市，與小區等所安裝的安全監控系統、交通方面所使用的違章監控系統、銀行系統所設置的柜臺監控等等。智能監控系統因為有著極其廣闊的應用前景，運動目標識別與跟蹤成了當前圖像及視頻處理研究的熱點對象，許多高校和科研機構都投入了大量的人力物力進行研究，雖然取得了豐碩的研究成果，但在很多關鍵領域一直進展緩慢。其中場景中弱目標的識別一直是一個難點問題，因為弱目標既不容易從背景中分離，又容易被當作噪聲點去除掉。所以，既要準確地識別出弱目標，又要進行降噪處理就成了一對矛盾。因此為了社會的經濟與和平，解決這些技術問題，已刻不容緩。

發明專利內容

本發明專利所要解決的技術問題在于針對現在技術的不足，提供一種視頻方面涉及弱目標識別與跟蹤的處理方法。其設計合理、智能化程度高且使用效果好，推廣應用前景廣泛，能有效的解決視頻方面的一些重要技術問題。

上述問題主要是針對弱目標特性進行分析處理的。弱目標特性：一是目標的空間尺度相對于背景的空間尺度非常小，二是目標和背景的對比度非常低，三是物體相對于背景運動緩慢。

為解決上述技術問題，本發明專利采用的技術方法是：一種弱目標識別與跟蹤的處理方法。

一種弱目標識別與跟蹤的處理方法，系統可分為三個處理模塊，分別為圖像處理模塊、網格模型處理模塊、用戶接口模塊。

上述方法引入一般監控系統中并不常見的網格模型處理，充當了用戶接口和圖像處理的中介并起到數據緩沖的作用。

上述網絡模型處理中這個網格中的每個節點對應著監控視頻中圖像的一個像素，節點可看成一個容器，里面包含一個“像素處理機”和一個數據緩沖結構，結構里最重要的數據項是一個標記，用非負整數表示，0表示未被標記，正整數表示標記的“程度”，連續的正整數區域則形成標記區域。

上述不同于一般的監控系統，本系統中用戶可以輸入很多定制信息，以干預系統的運行方式，達到一些特殊目的。比如用戶可以指定“用戶視焦域”，即用戶比較感興趣、需要系統重點進行監控的區域；也可以輸入常見監控目標的形狀和顏色信息，利用系統中的模型匹配功能增加特定目標的識別準確度，減少漏檢。當然，這些都是輔助信息，如果用戶不輸入，系統也可以在處理。

系統中“網格模型初始化”在下列情況下執行：

1、在系統啟動時；2、目標完全從場景中退出時；3、長時間沒有前景目標，單純的噪聲引起模型的累積狀態改變很大時。

上述方法處理過程中一共進行了兩次濾波，全局濾波和局部濾波，其中全局濾波采用SA4向量小波，目標是整個圖像。第二次濾波對分離出的目標中的殘存噪聲進行去除，并配合形狀和軌跡修整過程生成最終的前景目標。

上述全局濾波是頻率域濾波，局部濾波是空間域濾波。

視焦域，顧名思義，即系統(或用戶)最感興趣的區域，也就是需要重點監控區域。這不是一個純理論的概念，引入它只是為了突出說明系統中必須要面對和處理的“局部”的概念。因為現在系統的處理能力是有限的，而提取弱目標的這種方法本身又需要耗費大量的資源，所以不可能把這種“多重處理”應用到所監控的每部分區域，而是首先處理全局，尋找視焦域，然后對這些重點區域進行再處理。

系統視焦域的產生過程如下：

1.初始化網格模型，通常把區域標記值置為0；如果用戶需要指定用戶視焦域，在模型相應位置處置一個值，所置具體值要根據實驗確定，既不能太小，以至于其對后續的處理影響微弱，又不能太高，使這個區域的細節不能分辨。

2.根據第一次濾波的結果，按比例用合適的權值填入標記模型，形成一個權重分布矩陣。

3.權重分布矩陣減去一個依據經驗的修正矩陣，防止其不斷“升高”。

4.非負化處理，去掉分布矩陣中意外形成的負值，用0值填充。

5.對得到的區域進行區域融合、邊緣修整與平滑處理。

6.隨著系統不斷運行，重復第2-5步。

上述針對目標的局部增強算法首先使用直方圖規定化處理，并用前景區域形狀為蒙板，以網格的權重分布矩陣為算子，當蒙板在圖像上移動，每一個像素位置的鄰域中該點的直方圖都被計算。這不同于常規的直方圖處理，規定化處理的結果是對視頻圖像的局部區域進行了增強。然后用信息庫中的特定目標的數據與前景目標進行匹配處理，看是否有我們感興趣的物體存在，如果存在并且沒有和其他部分有效分離，則對目標所在區域進一步增強，加大所在區域的權值。