[發明專利]一種圖像背景雜波度量方法及系統

在審

• 申請號: 201611178441.6
• 申請日: 2016-12-19
• 公開（公告）號: CN106600616A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 劉文光;王曉東;郝賢鵬;鄭博
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G06T7/13
• 分類號: G06T7/13
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 羅滿

1.一種圖像背景雜波度量方法，其特征在于，包括：

求取圖像中目標圖像塊以及從背景區域抽取的各背景圖像塊的邊緣結構信息；

基于邊緣結構信息對各所述背景圖像塊與所述目標圖像塊進行邊緣結構相似性度量，選取出相似性度量值位于第一預設范圍的背景圖像塊；

基于選取出的所述背景圖像塊與所述目標圖像塊構建特征空間，以所述特征空間對所述目標圖像塊進行稀疏表示，得到表示向量；

計算所述表示向量中取值位于第二預設范圍的元素的總和，作為圖像背景雜波的度量結果。

2.根據權利要求1所述的圖像背景雜波度量方法，其特征在于，在所述求取圖像中目標圖像塊以及從背景區域抽取的各背景圖像塊的邊緣結構信息之前，還包括：

從圖像中抽取所述目標圖像塊，將背景區域劃分為與所述目標圖像塊大小相同的多個所述背景圖像塊。

3.根據權利要求1所述的圖像背景雜波度量方法，其特征在于，求取圖像塊的邊緣結構信息具體包括：

提取所述圖像塊的邊緣點強度圖和邊緣點方向圖；

在所述邊緣點方向圖中提取出與所述邊緣點強度圖中強度值高于預設值的邊緣點對應的方向值，將提取出的所有方向值放置在六個從0到180度等間距的方向角空間中；

以每一方向角空間內方向值的數量與提取出的方向值的總數量的比值作為元素，構成向量，作為所述邊緣結構信息。

4.根據權利要求1所述的圖像背景雜波度量方法，其特征在于，所述基于選取出的所述背景圖像塊與所述目標圖像塊構建特征空間包括：

將選取出的所述背景圖像塊與所述目標圖像塊構成數據空間，對所述數據空間進行主成分分析，抽取主成分，得到所述特征空間。

5.根據權利要求1-4任一項所述的圖像背景雜波度量方法，其特征在于，所述第一預設范圍為相似性度量值低于第一閾值，所述第二預設范圍為元素取值高于第二閾值；

采用以下方法確定所述第一閾值、所述第二閾值的取值，具體為：

在三維直角坐標系中建立均方根誤差曲面，具體為：以所述第一閾值為X軸坐標、以所述第二閾值為Y軸坐標，以預測探測概率與外場試驗數據的均方根誤差值為Z軸坐標，所述預測探測概率由在相應的第一閾值和第二閾值下獲得的雜波值帶入到基于雜波值的探測概率預測公式中得到；

以所述均方根誤差曲面的最低點對應的第一閾值和第二閾值，分別作為度量中所述第一閾值、所述第二閾值的取值。

6.根據權利要求1所述的圖像背景雜波度量方法，其特征在于，對所述背景圖像塊與所述目標圖像塊進行邊緣結構相似性度量的計算公式表示為：

C_r＝||D_r-D_t||₂；

其中，C_r表示第r個所述背景圖像塊與所述目標圖像塊的相似性度量值，D_t表示所述目標圖像塊的邊緣結構信息，D_r表示第r個背景圖像塊的邊緣結構信息。

7.根據權利要求6所述的圖像背景雜波度量方法，其特征在于，以所述特征空間對所述目標圖像塊進行稀疏表示的表達式為：

arg min＝||s||₁。

8.根據權利要求7所述的圖像背景雜波度量方法，其特征在于，計算所述表示向量中取值位于第二預設范圍的元素的總和表示為：

$HA=\underset{j=1}{\overset{I}{\Σ}}\left|s_j\right|;$

其中，I表示所述表示向量中取值位于所述第二預設范圍的元素的數量。

9.一種圖像背景雜波度量系統，其特征在于，包括：

求取模塊，用于求取圖像中目標圖像塊以及從背景區域抽取的各背景圖像塊的邊緣結構信息；

相似性度量模塊，用于基于邊緣結構信息對各所述背景圖像塊與所述目標圖像塊進行邊緣結構相似性度量，選取出相似性度量值位于第一預設范圍的背景圖像塊；

表示模塊，用于基于選取出的所述背景圖像塊與所述目標圖像塊構建特征空間，以所述特征空間對所述目標圖像塊進行稀疏表示，得到表示向量；

計算模塊，用于計算所述表示向量中取值位于第二預設范圍的元素的總和，作為圖像背景雜波的度量結果。