[發明專利]一種變分辨率目標探測與識別一體化的方法與系統

有效

• 申請號: 201710147950.0
• 申請日: 2017-03-13
• 公開（公告）號: CN107016353B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 曹杰;郝群;王子寒;張芳華;肖宇晴;蔣陽
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 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權代理事務所(普通合伙) 11639
• 代理人: 毛燕

1.一種變分辨率目標探測與識別一體化的方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟一：根據變分辨率探測與識別一體化系統的當前狀態設置CMOS相機(3)的圖像傳感器分辨率模式；

根據變分辨率探測與識別一體化的系統(以下簡稱系統)當前狀態，設置CMOS相機(3)的圖像傳感器分辨率模式；若系統處于目標探測狀態，則設為低分辨率模式，所述的低分辨率模式通過合并相鄰像素的方法實現；如系統處于目標識別狀態，則設為高分辨率模式；

步驟二：對采集的圖像進行預處理，以去除噪聲，提高圖像質量；

步驟三：根據系統的當前狀態，對步驟二得到的圖像進行目標探測或目標識別算法處理分別實現目標探測或識別；

若系統的當前狀態為目標探測，則運行目標探測算法，實現目標探測；目標探測算法首先采用基于圖論的視覺顯著性模型(Graph-Based Visual Saliency,GBVS)實現圖像的顯著性分析，得到顯著圖，并利用區域生長法進行顯著性區域分割，得到感興趣區域；然后以感興趣區域和目標模板圖像的灰度直方圖作為圖像特征，計算歸一化相關系數，其計算公式為：

其中：α和β分別為感興趣區域和模板的特征向量，和分別為向量α和β的均值；由于灰度直方圖特征對光照變化敏感，因此為提高系統對光照變化的魯棒性，先利用相關匹配算法對兩個向量進行配準，得到兩個向量的最佳匹配位置，并根據該位置進行向量對準，再計算兩個特征向量的歸一化相關系數γ(α,β)；所得的歸一化相關系數γ(α,β)用于判斷是否存在疑似目標，即完成目標探測；

若系統的當前狀態為目標識別，則運行目標識別算法，實現目標識別；目標識別算法首先提取輸入圖像的顯著性區域分割，得到新的感興趣區域；然后利用稀疏編碼算法，對感興趣區域進行稀疏編碼，所得向量即為相應圖像的特征向量；然后將特征向量輸入到線下訓練好的支持向量機，所得結果用于判斷是否發現真實目標，即完成目標識別；

步驟四：根據系統當前狀態和步驟三得到的目標探測或目標識別結果，設置系統狀態，直至基于變分辨率實現一體化目標探測與識別；

當系統處于目標探測狀態時，如果步驟三的目標探測算法發現疑似目標，則系統進入目標識別狀態，返回步驟一；若未發現疑似目標，則系統繼續保持目標探測狀態，返回步驟一；當系統處于目標識別狀態時，若經過步驟三未發現真實目標，則系統進入目標探測狀態，返回步驟一；如果發現真實目標，則系統進入目標跟蹤任務，即基于變分辨率實現一體化目標探測與識別。

2.根據權利要求1所述的一種變分辨率目標探測與識別一體化的方法，其特征在于：

步驟一所述的變分辨率探測與識別一體化的系統包括主控制模塊(1)、圖像接口(2)、CMOS相機(3)、鏡頭(4)；其中主控制模塊(1)通過圖像處理算法實現目標探測與識別，并根據目標探測與識別的結果實時控制CMOS相機(3)的分辨率模式，所述的分辨率模式分為用于目標探測的低分辨率模式和用于目標識別的高分辨率模式；圖像接口(2)用于CMOS相機(3)和主控制模塊(1)之間的數據傳輸；CMOS相機(3)通過光電轉換，對當前目標進行圖像采集，且CMOS芯片需具有分辨率可調功能；鏡頭用于控制CMOS相機(2)的視場角和成像距離。