[發明專利]基于概率密度統計的小型化實時目標跟蹤處理系統

有效

• 申請號: 201611140917.7
• 申請日: 2016-12-12
• 公開（公告）號: CN108230228B
• 公開（公告）日: 2023-02-10
• 發明（設計）人: 王闖;劉碩;賀瑩;李博;賈超群;王海鵬
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司西安航空計算技術研究所
• 主分類號: G06T1/20
• 分類號: G06T1/20;G06T7/20
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 郭平

1.基于概率密度統計的小型化實時目標跟蹤處理系統，其特征是，系統包含三個子模塊，分別為電源模塊PSM，視頻處理模塊VPM和輸入輸出接口模塊IOM；其中電源模塊PSM完成電源二次轉換，按照需要給紅外相機及白光相機、彩色屏以及輸入輸出接口模塊IOM和視頻處理模塊VPM供電，并產生系統復位信號；輸入輸出接口模塊IOM提供紅外相機及白光相機、彩色屏的工作模式配置接口和外部控制板的通信接口；視頻處理模塊VPM完成紅外及白光相機的視頻解碼、跟蹤切換、疊加顯示控制及圖像跟蹤處理功能；三個子模塊之間采用板間連接器直接連接；本系統具有白光1X顯示、白光2X顯示和紅外顯示三種顯示模式；系統具有觀察模式和跟蹤模式兩種工作狀態；

系統上電時，默認處于觀察模式；觀察模式：上電，默認白光1X模式輸出，圖像上疊加角度字符、方位字符、距離字符、氣象信息字符以及顯示鎖定標志，顯示鎖定標志的符號為“+”，默認為圖像中心，該位置根據主控板指令進行調節；跟蹤模式：當檢測到操作人員發出的鎖定信號后進入跟蹤模式：第一步，記錄鎖定目標坐標，將鎖定標志變為紅點標志，使得紅點標志壓住圖像上的目標,此后，圖像跟蹤系統要能夠一直跟蹤目標，使得紅點標志始終壓住目標，并轉入第二步；在跟蹤過程中若目標脫離鎖定，則向主控板發送跟蹤觀察切換指令，并返回觀察模式；第二步：主控板發送標志顯示指令，在指示坐標位置顯示紅色“T”形標志；第三步：當紅色“T”形標志與紅點標志連續三幀圖像重合時，“T” 形標志變為藍色，并向主控板發出目標瞄準信號，若兩個標志脫離重合但紅點標志未丟失，則瞄準信號置無效，“T” 形標志變為紅色，并返回第三步起始狀態；若目標丟失，則置瞄準信號無效，向主控板發送跟蹤觀察切換指令并返回觀察模式。

2.如權利要求1所述的基于概率密度統計的小型化實時目標跟蹤處理系統，其特征是，白光1X顯示是將3G-SDI格式的白光相機從輸出圖像中心區域裁剪子圖，將其按照BT.656協議重新組織為畫面進行顯示；白光2X顯示是將3G-SDI格式的白光相機從輸出圖像中心區域裁剪子圖，將其插值放大到720*576的大小并按照BT.656協議重新組織為畫面進行顯示；紅外顯示是將PAL-D格式的紅外相機直接解碼為BT.656協議的圖像進行顯示。

3.如權利要求2所述的基于概率密度統計的小型化實時目標跟蹤處理系統，其特征是，顯示模式可根據主控指令在白光1X顯示、白光2X顯示和紅外顯示之間切換。

4.如權利要求1所述的基于概率密度統計的小型化實時目標跟蹤處理系統，其特征是，目標跟蹤的方法：根據采用FPGA實現圖像處理的特點，以選定目標中心周邊20X20矩形區域的統計直方圖概率分布為特征，對視頻中每一幀圖像進行匹配運算，概率統計特性最為一致的區域即為跟蹤目標，具體如下：

STEP 1：利用手動方式十字記號對準目標區域，得到當前目標中心；

STEP 2：提取目標感興趣區域ROI，利用該區域計算彩色圖像的直方圖函數；

STEP 3： 利用上一步得到的彩色圖像直方圖函數對目標圖像整體區域進行概率反向投影，得到反投影圖像；

STEP 4：計算當前區域的概率均值，利用均值漂移的方式得到概率最大的中心區域，得到新的目標感興趣區域ROI；

STEP 5：如果沒有得到目標感興趣區域ROI則認為跟蹤失敗，返回STEP 1重新對準目標；

STEP 6：認為當前的目標感興趣區域ROI為目標所在的區域，完成目標跟蹤；

STEP 7：對下一幀返回Step2進行跟蹤。