[發明專利]一種紅外運動目標檢測方法

在審

• 申請號: 201611150263.6
• 申請日: 2016-12-14
• 公開（公告）號: CN108230350A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 貴港市瑞成科技有限公司
• 主分類號: G06T7/223
• 分類號: G06T7/223
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種紅外運動目標檢測方法，包括以下步驟：S1：采集紅外視頻圖像，并對紅外圖像進行預處理；S2：采用TDLMS濾波器濾對紅外圖像進行背景預測；S3：將原圖和濾波器輸出的背景圖進行差分；S4：后利用圖像統計特性得到一個閾值，對差分圖進行二值化，將目標提取出來。本發明對TDLMS濾波器的迭代步長與輸入數據進行了改進，采用非線性步長，提高了濾波器的自適應性；增加了輸入數據量，可以充分地利用被預測點周圍像素信息進行背景預測，提高預測精度；在TDLMS濾波器結構中增加了一個輸出決策模塊，可以根據圖像特性選取被預測點周圍不同區域對背景進行預測，進一步提高了濾波器的靈敏度。

技術領域

本發明涉及計算機視覺領域，具體涉及一種紅外運動目標檢測方法。

背景技術

運動目標檢測是計算機視覺領域的一個重要研究課題，許多研究學者致力于可見光圖像的運動目標檢測研究，提出了很多應用于可見光圖像的檢測算法，可見光圖像的目標檢測技術也日趨完善。由于可見光譜成像系統是根據物體反射的光進行成像的，光照的變化會對成像產生較大的影響，同時，當光照不足甚至完全黑暗的條件下，無法利用可見光譜攝像機進行高質量圖像的采集與圖像獲取，這些限制因素，導致可見光譜成像系統的應用有一定的局限。因此，對于在特殊環境和惡劣條件下，需要系統依然能夠持續、可靠地工作的場合，可見光譜成像系統是無法勝任的。

近年來，隨著紅外成像技術的不斷發展，紅外圖像處理技術在運動目標檢測中得到廣泛應用。由于紅外成像技術通過接收物體輻射的電磁波進行成像，并不依賴光照，因而可晝夜工作，也可實現遠距離作業。紅外圖像中大部分屬于背景區域，同時，背景區域間具有較高相關性，而目標區域所占分量很小，與其周圍背景的相關性較小，因而可以根據背景信息將目標覆蓋的背景預測出來，然后，將原圖和預測背景進行差分，抑制背景成分，提高圖像信雜比，突顯目標位置和大小，最后通過后續處理提取出目標。通常，在對紅外圖像進行背景預測時，低通濾波器是一個很好的選擇，低通濾波器可以將紅外圖像的低頻背景保留下來，而把屬于高頻成分的目標和噪聲抹去，因而采用低通濾波器對紅外圖像進行背景預測是一個很好的策略。

二維最小均方濾波器(TDLMS濾波器)是一種典型的自適應濾波器，可以自適應地調整濾波器權值矩陣，因而，采用TDLMS濾波器對紅外圖像進行背景預測時，可以根據輸入數據的變化，自適應地調整權值矩陣，因而可以更靈敏地應對背景的變化，更準確地預測出背景圖像，將原圖和預測背景進行差分時，可以更加有效地提高圖像信雜比和突顯目標，從而更加有效地實現目標檢測，同時，TDLMS濾波算法計算量比較小，具有良好的實時性，簡單易于實現，因而，可以通過二維最小均方濾波器進行目標檢測。

TDLMS濾波器可以對紅外圖像進行背景預測，實現目標的檢測，從性能指標上來看，在紅外目標檢測方面具有較好的表現，然而，采用TDLMS濾波器進行目標檢測時，也存在一定的不足和局限性：

一、TDLMS濾波器對紅外圖像進行背景預測時，由于濾波窗口所包含的像素信息有限，無法充分利用被預測像素的鄰域信息。當濾波窗口覆蓋在背景區域，輸入數據有限，不會對預測背景有太大影響；然而，如果濾波窗口覆蓋在目標區域，輸入數據有限，則會由于目標區域信息在輸入數據中所占比例較大，導致預測的背景中有較多目標信息殘留，將原圖和預測的背景圖進行差分時，不能有效地提高圖像信雜比，增加了進一步檢測的難度。

二、迭代步長μ的選取對濾波器預測背景的效果起著重要作用。當濾波窗口滑至背景區域，若迭代步長μ具有較大的值，可及時地響應背景的變化，能夠更準確地預測背景，減少差分圖中虛假目標，降低紅外目標檢測過程中的虛警率；當濾波窗口移至目標區域時，如果迭代步長μ具有較小的值，可以更大程度地抹去目標，提高差分圖的信雜比，改善紅外目標檢測的效果。因而，固定的迭代步長，無法滿足實際應用的需求。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種紅外運動目標檢測方法。

一種紅外運動目標檢測方法，包括以下步驟：