[發明專利]船載紅外目標圖像辨識跟蹤方法及其裝置

在審

• 申請號: 201510073274.8
• 申請日: 2015-02-10
• 公開（公告）號: CN104616322A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 袁健;周忠海;張浩;李俊曉;牟華
• 申請（專利權）人: 山東省科學院海洋儀器儀表研究所
• 主分類號: G06T7/20
• 分類號: G06T7/20
• 代理公司: 北京中北知識產權代理有限公司 11253
• 代理人: 段秋玲

技術領域

本發明涉及一種船載紅外目標圖像辨識跟蹤方法及其裝置。

背景技術

海面運動目標檢測、識別與跟蹤技術在海防安全、海關管理、海上緝私以及港口船只調度等場合都有重要的用途。基于紅外成像的目標運動檢測與跟蹤，在軍用和民用領域都具有廣闊的應用前景。但同時具有運動檢測、目標分割和目標跟蹤的高智能化監控系統必定涉及大量耗時的圖像運算，在現有計算機處理速度下難以很好的同時兼顧可靠性與實時性。當前存在的技術難題主要是：1)復雜動態背景情況下的目標識別和跟蹤；2)云臺轉動的滯后性以及視頻處理延時無法滿足實時性；4)運動目標的遮擋和再次搜索。以上這些問題都制約了海面運動目標識別算法在實際中的應用。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種船載紅外目標圖像辨識跟蹤裝置。

本發明要解決的另外一個技術問題是提供一種船載紅外目標圖像辨識跟蹤方法。

對于船載紅外目標圖像辨識跟蹤裝置，本發明采用的技術方案是：包括上位工控機、伺服控制下位機、旋轉云臺、視頻采集卡、搜索燈、紅外攝像頭；

上位工控機與伺服控制下位機連接，伺服控制下位機與旋轉云臺連接并控制旋轉云臺作全方位轉動；旋轉云臺上固定裝有搜索燈、紅外攝像頭，紅外攝像頭通過視頻采集卡與上位工控機連接，搜索燈與紅外攝像頭的指向同步。

作為優選，視頻采集卡通過USB串口與上位工控機連接。

作為優選，搜索燈為大功率鈉燈。

對于船載紅外目標圖像辨識跟蹤方法，本發明采用的技術方案是包括以下步驟：

(1)運動目標識別

首先利用紅外攝像頭進行圖像序列采集，獲取目標的原始圖像，目標圖像信號傳送到工控機中，操作者選定待鎖定的目標，由工控機作為中央處理單元，分別跟蹤控制軟件對圖像采用相應的圖像處理方法進行處理，從原始圖像中提取較為完整的待跟蹤的目標；使用幀間差分法判斷視頻序列中是否存在運動目標，并確定目標的位置，幀間差分法對一個極小時間間隔前后兩幀圖像采用基于像素灰度的差分，再用閾值化方法來提取圖像中的運動區域，算法為：

M(x,y,t)=1,f(x,y,t)-f(x,y,t-Δt)>τ0,f(x,y,t)-f(x,y,t-Δt)≤τ]]>

上式中，Δt為幀間時間間隔，f(x,y,t)和f(x,y,t-Δt))分別為t時刻和t-Δt時刻的圖像幀；如果兩幀圖像對應像素灰度的絕對差值大于閾值τ，則表明該像素是運動前景，則將其值置1，否則為靜態背景將其值置0，可得二值圖像M(x,y,t)；

(2)運動目標的跟蹤

采用CamShift算法進行運動目標跟蹤，算法如下：

第一步，在圖像HSI空間中計算H通道(色彩通道)分量的1D直方圖；

第二步，利用此1D直方圖將原圖改建成2D概率分布圖；