[發(fā)明專利]基于紅外視頻的艦船檢測(cè)及跟蹤方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710272557.4
• 申請(qǐng)日: 2017-04-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107092890A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閆龍;馬加慶;周偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東工商學(xué)院
• 主分類號(hào): G06K9/00
• 分類號(hào): G06K9/00;G06K9/62;G06K9/46;G06T7/11;G06T7/136;G06T7/187
• 代理公司: 濟(jì)南鼎信專利商標(biāo)代理事務(wù)所(普通合伙)37245
• 代理人: 曹玉琳,初敏敏

1.一種基于紅外視頻的艦船檢測(cè)及跟蹤方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1、采用梯度算子法和霍夫變換法檢測(cè)并提取海天線，利用海天線從視頻畫(huà)面中分割出海面區(qū)域；

步驟2、基于改進(jìn)的ViBe算法進(jìn)行紅外視頻前景提取，從視頻海面區(qū)域提取疑似目標(biāo)，同時(shí)對(duì)提取圖像進(jìn)行修復(fù)；

步驟3、基于統(tǒng)計(jì)直方圖分析圖像紋理特征，進(jìn)行目標(biāo)的捕獲；

步驟4、基于多特征和顯著性檢測(cè)的MeanShift算法跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于紅外視頻的艦船檢測(cè)及跟蹤方法，其特征在于：步驟1的具體過(guò)程如下：

首先，采用梯度算子法提取海天線；使用Sobel算子進(jìn)行水平梯度檢測(cè)，得出水平梯度g_x，使用Sobel算子進(jìn)行垂直梯度檢測(cè)，得出垂直梯度g_y；根據(jù)計(jì)算總梯度g，對(duì)圖像每一行的梯度g求和，具有最大值的行即為海天線所在的行，由此提取出海天線；

同時(shí)，利用霍夫變換法提取海天線；設(shè)定提取角度范圍，提取圖像中較長(zhǎng)的幾條水平方向的直線，對(duì)直線進(jìn)行延長(zhǎng)并與圖像邊緣相交，分別取直線與兩側(cè)邊緣交點(diǎn)的平均值，將左右兩側(cè)的平均值相連，畫(huà)出的直線視為海天線；

將兩個(gè)方法獲得的兩條海天線進(jìn)行對(duì)照，若兩者之間相差較大則視為提取失敗；若提取行號(hào)相差閾值不超過(guò)5，則根據(jù)容錯(cuò)要求取兩者均值或行號(hào)最小值作為最終的海天線。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于紅外視頻的艦船檢測(cè)及跟蹤方法，其特征在于：步驟2中改進(jìn)的ViBe算法過(guò)程如下：

(1)定義背景模型：背景模型中的每一個(gè)像素由n個(gè)背景樣本組成，記v(x)表示在給定的歐式顏色空間中圖像在x處的像素值，v_i表示在x處周圍的背景像素值，i為索引號(hào)；M(x)表示x處的背景模型，該模型中包含所有的v_i，公式如下：

M(x)＝{v₁，v₂，…，v_n-1，v_n}(1)；

(2)背景模型初始化：從x的24鄰域N_G(x)中隨機(jī)選取20個(gè)樣本值用于初始化背景模型，公式如下：M⁰(x)＝{v⁰(y|y∈N_G(x))}(2)，M⁰(x)表示背景模型的初始值，v⁰表示初始化時(shí)選取的抽樣點(diǎn)；

(3)像素分類：采用2-D空間中的歐氏距離對(duì)像素進(jìn)行分類，記S_R(v(x))表示以v(x)為中心、半徑為R的2-D歐式空間，若S_R(v(x))與M(x)的交集滿足一定的基數(shù)，則認(rèn)為v(x)是背景像素；

(4)背景模型更新：隨機(jī)地從背景模型M(x)中選取一個(gè)值用新的背景像素p(x)代替，對(duì)背景模型進(jìn)行更新；

(5)信息傳播：在對(duì)背景模型更新的同時(shí)，同時(shí)采用新的像素p(x)更新鄰域N_G(x)中像素的樣本。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于紅外視頻的艦船檢測(cè)及跟蹤方法，其特征在于：步驟2中對(duì)提取圖像修復(fù)的步驟如下：

(1)求取前景圖像上的連通區(qū)域b_i，得到連通區(qū)域集合B₁{b₁，b₂，…，b_n}；

(2)如果某個(gè)連通區(qū)域b_i內(nèi)的像素?cái)?shù)小于10，則丟棄此連通區(qū)域，得到新的連通區(qū)域集合B₂{b₁，b₂，…，b_m}；

(3)對(duì)B₂{b₁，b₂，…，b_m}中每個(gè)連通區(qū)域進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如果某個(gè)連通區(qū)域b_i像素?cái)?shù)大于10而小于60，則認(rèn)為此連通區(qū)域內(nèi)存在漏洞，應(yīng)該對(duì)其用1值進(jìn)行填充。