[發(fā)明專利]一種基于單幅圖像頻域信息的不可分辨多目標(biāo)檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410588567.5
• 申請日: 2014-10-28
• 公開（公告）號: CN104408400B
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王萱;鄧甲昊;占銀玉
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 北京理工正陽知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11639
• 代理人: 唐華

本發(fā)明公開了一種基于單幅圖像頻域信息的不可分辨多目標(biāo)檢測方法，屬于多目標(biāo)識別技術(shù)領(lǐng)域。本方法通過對簡單預(yù)處理的圖像進(jìn)行頻域變換，計(jì)算圖像頻率分割的最佳閾值，并按照最佳閾值對包含圖像頻率位置信息的相位譜進(jìn)行閾值分割，忽略大部分的低頻信息，保留主要集中在目標(biāo)區(qū)域的高頻信息，對該區(qū)域的高頻信息點(diǎn)利用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理進(jìn)行分類，可以得到目標(biāo)個(gè)數(shù)，對于分類后不同的點(diǎn)集進(jìn)行目標(biāo)輪廓構(gòu)建，進(jìn)而得到目標(biāo)輪廓和位置。本方法利用單幅圖像進(jìn)行多目標(biāo)識別，只提取圖像頻域信息中有益于多目標(biāo)識別的高頻信息，忽略幅度譜及大量的低頻信息，具有計(jì)算復(fù)雜度小，運(yùn)算速度快的特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)精確實(shí)時(shí)的多目標(biāo)識別。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種多目標(biāo)檢測方法，尤其涉及一種利用圖像頻域信息進(jìn)行不可分辨多目標(biāo)精確識別定位的方法，屬于多目標(biāo)識別與定位技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

武器系統(tǒng)對目標(biāo)群的精確識別和定位并選擇重要目標(biāo)進(jìn)行攻擊或敵我識別，需要實(shí)時(shí)精確地實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)識別和定位；監(jiān)測系統(tǒng)對路面車輛的精確檢測、計(jì)算道路交通流等也涉及到多目標(biāo)識別問題；現(xiàn)代工業(yè)的自動化流水線上進(jìn)行產(chǎn)品裝配也需要對種類繁多、形狀復(fù)雜、位置變化的諸多零件進(jìn)行識別、定位。事實(shí)上，多目標(biāo)識別與定位問題也是計(jì)算機(jī)視覺、圖像處理、模式識別領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)，而要實(shí)現(xiàn)精確實(shí)時(shí)的識別和定位是目標(biāo)識別領(lǐng)域的難點(diǎn)，尤其對于目標(biāo)圖像有重合的情況，要進(jìn)行準(zhǔn)確的多目標(biāo)識別難度較大，而這也是在實(shí)際中的普遍現(xiàn)象，比如空中機(jī)群目標(biāo)相互重疊，道路上車輛較多，圖像上車輛彼此之間相互阻擋等。因此，不可分辨多目標(biāo)識別在軍用和民用領(lǐng)域都具有重要的意義，有著重要而特殊的價(jià)值。

當(dāng)前，國內(nèi)外對多目標(biāo)識別定位方面的研究主要集中在單脈沖雷達(dá)通過對角度測量進(jìn)行多目標(biāo)識別、建立樣本空間進(jìn)行模板匹配實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)識別、通過多幀圖像之間相互關(guān)系進(jìn)行多目標(biāo)識別、基于圖像處理進(jìn)行區(qū)域分割的方法等。這些方法在一定條件下可以實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)識別，然而，在復(fù)雜的戰(zhàn)場環(huán)境、擁堵的交通以及面對多種零件的流水線，這些方法往往無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)精確的定位，或者探測體制無法廣泛的應(yīng)用。

為了從根本上解決多目標(biāo)識別定位問題，文獻(xiàn)“Unresolved Rayleigh TargetDetection Using Monopulse Measurements”W.D.BLAIR,M.BRANDT-PEARCE，IEEETransactions On Aerospace And Electronic Systems vol.34,No.2,April,1998以及專利“一種單脈沖雷達(dá)導(dǎo)引頭的不可分辨多目標(biāo)檢測方法”(專利申請?zhí)枺?01310636748.6，公開號：CN 103675808A)等提出了單脈沖雷達(dá)對不可分辨多目標(biāo)的識別。具體地，通過雷達(dá)目標(biāo)回波計(jì)算波達(dá)角(DOA)，實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)的分辨，該方法在一定程度上可以確定目標(biāo)個(gè)數(shù)，但無法實(shí)現(xiàn)精確的目標(biāo)定位，無法實(shí)現(xiàn)近距離或相互重疊的多目標(biāo)分辨。文獻(xiàn)“Design ofMulti-Objects Real-Time Tracking System Based on Genetic Algorithms”Yang Shu-ying,He Pei-Lian,PR&AI,Vol.19,No.3,2006利用多幀相差法將運(yùn)動目標(biāo)與背景分離，利用遺傳算法的快速尋優(yōu)能力實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)識別。該算法應(yīng)用了多種復(fù)雜算法，并且需要多幀圖像共同作用才能進(jìn)行精確的目標(biāo)識別，相對運(yùn)算量大，在實(shí)際應(yīng)用中很難滿足實(shí)時(shí)性的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)在面對不可分辨多目標(biāo)場景情況下由于圖像數(shù)據(jù)運(yùn)算量大，難以實(shí)時(shí)地進(jìn)行多目標(biāo)識別缺陷，通過利用圖像頻域信息相位譜中位置信息進(jìn)行不可分辨多目標(biāo)精確的識別，同時(shí)解決多目標(biāo)定位問題，提出一種利用單幅圖像頻域信息進(jìn)行不可分辨多目標(biāo)檢測方法。

本發(fā)明的基本原理是：通過對簡單預(yù)處理的圖像進(jìn)行頻域變換，計(jì)算出圖像頻率分割的最佳閾值，并按照最佳閾值對包含圖像頻率位置信息的相位譜進(jìn)行閾值分割，忽略大部分的低頻信息，保留主要集中在目標(biāo)區(qū)域的高頻信息。對該區(qū)域的高頻信息點(diǎn)利用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理進(jìn)行分類，得到目標(biāo)個(gè)數(shù)，對于分類后不同的點(diǎn)集進(jìn)行目標(biāo)輪廓構(gòu)建，從而得到目標(biāo)輪廓和位置。