[發(fā)明專利]低空目標(biāo)的多步鄰域灰度差指標(biāo)圖像檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410217432.8
• 申請日: 2014-05-16
• 公開（公告）號: CN103971373B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張宇
• 申請（專利權(quán)）人: 西安建筑科技大學(xué)
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
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• 代理人: 暫無信息

1.低空目標(biāo)的多步鄰域灰度差指標(biāo)圖像檢測方法，其特征包括以下步驟：

步驟一、分割地面背景和天空區(qū)域

(a)將彩色圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像，并對灰度圖像進(jìn)行濾波平滑，以去除噪點(diǎn)的干擾，灰度化和濾波后的圖像為I，

(b)對I計算每行的行間鄰域灰度差指標(biāo)水平投影，令(i，j)為像素點(diǎn)的坐標(biāo)，代表像素點(diǎn)位于圖像的第i行，第j列，I(i，j)為圖像I中像素點(diǎn)(i，j)的灰度值，則一副大小為M×N的圖像(M為圖像行數(shù)，N為圖像列數(shù))，其第i行的行間鄰域灰度差指標(biāo)水平投影S_x(i)為：

Sx(i)=1Nexp{Σj=1N[I(i+1,j)-I(i,j)I(i+1,j)+I(i,j)]2},i=1,2,L,M-1Sx(i)=0,i=M---(1)]]>

(c)求行坐標(biāo)i_L，使得在i_L行，滿足

S_x(i_L)＝max{S_x(i)，(i＝1，2,L，M)} (2)

考慮到地面物體的起伏，在圖像中i_L行上部留取一定余量，沿水平方向畫一條直線，為地面和天空區(qū)域的水平分界線，將圖像分成直線下方的地面背景區(qū)域和直線上方的天空區(qū)域圖像I₁兩部分，

步驟二、提取圖像坐標(biāo)系中目標(biāo)的第一組候選位置坐標(biāo)

(a)對天空區(qū)域圖像I₁，計算每行的混合鄰域灰度差指標(biāo)水平投影，圖像中像素點(diǎn)(i，j)的灰度值為I₁(i，j)，對一副大小為M×N的圖像，其第i行的混合鄰域灰度差指標(biāo)水平投影U_x(i)，(i＝1，2，L，M)為：

Ux(i)=1Nexp{Σj=1N[I1(i+1,j)-I1(i,j)I1(i+1,j)+I1(i,j)]2+Σj=1N-1[I1(i,j+1)-I1(i,j)I1(i,j+1)+I1(i,j)]2},i=1,2,L,M-1Ux(i)=0,i=M---(3)]]>

求行坐標(biāo)i₀，使得在i₀行，滿足

U_x(i₀)＝max{U_x(i)，(i＝1，2,L，M)}(4)

則i₀為目標(biāo)在圖像坐標(biāo)系的水平位置坐標(biāo)，設(shè)定閾值T₁等于U_x(i)的中值，求取i₀的鄰域半徑Δi₀，使得在區(qū)間[i₀-Δi₀，i₀+Δi₀]內(nèi)，滿足U_x(i)>T₁，則[i₀-Δi₀，i₀+Δi₀]為目標(biāo)所在的水平區(qū)域，在圖像中的第i₀-Δi₀行和第i₀+Δi₀行沿水平方向畫兩條直線，截取兩條直線內(nèi)的水平帶狀圖像I₂，作為潛在目標(biāo)區(qū)域，i₀為目標(biāo)在圖像坐標(biāo)中的候選水平位置坐標(biāo)，

(b)對截取的水平帶狀圖像I₂，計算每列的混合鄰域灰度差指標(biāo)垂直投影，圖像中像素點(diǎn)(i，j)的灰度值為I₂(i，j)，對一副大小為M×N的圖像，其第j列的混合鄰域灰度差指標(biāo)垂直投影U_y(j)，(j＝1，2，L，N)為：

Uy(j)=1Mexp{Σi=1M[I2(i,j+1)-I2(i,j)I2(i,j+1)+I2(i,j)]2+Σi=1M-1[I2(i+1,j)-I2(i,j)I2(i+1,j)+I2(i,j)]2},j=1,2,L,N-1Uy(j)=0,j=N---(5)]]>

求列坐標(biāo)j₀，使得在j₀列，滿足

U_y(j₀)＝max{U_y(j)，(j＝1，2，L，N)} (6)

則j₀為目標(biāo)在圖像坐標(biāo)系中的垂直位置坐標(biāo)，得到目標(biāo)的第一組候選位置坐標(biāo)(i₀，j₀)，

步驟三、提取圖像坐標(biāo)系中目標(biāo)的第二組候選位置坐標(biāo)

(a)與步驟二的做法順序相反，首先根據(jù)(5)式計算天空部分圖像I₁每列的混合鄰域灰度差指標(biāo)垂直投影U_y(j)，(j＝1，2，L，N)，并由(6)式求使U_y(j)最大的列坐標(biāo)j₁，隨后設(shè)定閾值T₂等于U_y(j)的中值，求取j₁的鄰域半徑Δj₁，使得在區(qū)間[j₁-Δj₁，j₁+Δj₁]內(nèi)，滿足U_y(j)>T₂，則[j₁-Δj₁，j₁+Δj₁]為目標(biāo)所在垂直區(qū)域，在圖像中的第j₁-Δj₁列和第j₁+Δj₁列沿垂直方向畫兩條直線，截取兩條直線內(nèi)的垂直帶狀圖像I₃，作為潛在目標(biāo)區(qū)域，j₁為目標(biāo)在圖像坐標(biāo)系的垂直位置坐標(biāo)，

(b)對截取的垂直帶狀圖像I₃，根據(jù)(3)式計算每行的混合鄰域灰度差指標(biāo)水平投影U_x(i)，(i＝1，2，L，M)，并由(4)式求使U_x(i)最大的點(diǎn)i₁，則i₁為目標(biāo)在圖像坐標(biāo)系的水平位置坐標(biāo)，得到目標(biāo)的第二組候選位置坐標(biāo)即為(i₁，j₁)，

步驟四、驗(yàn)證和計算目標(biāo)位置坐標(biāo)，檢查兩組候選目標(biāo)位置坐標(biāo)(i₀，j₀)和(i₀，j₀)，若這兩組候選位置坐標(biāo)之間的差值很小，則認(rèn)為候選目標(biāo)位置有效，取這兩組候選位置坐標(biāo)的平均值作為目標(biāo)位置坐標(biāo)，否則，認(rèn)為這兩組候選目標(biāo)位置坐標(biāo)無效，將其剔除。