[發明專利]一種圖像處理裝置及方法

在審

• 申請號: 201710290975.6
• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN107123129A
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發明（設計）人: 葛成良;劉志強
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院應用電子學研究所
• 主分類號: G06T7/215
• 分類號: G06T7/215;H04N5/33
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司51214
• 代理人: 詹永斌,沈強

技術領域

本發明涉及的是紅外目標探測領域，尤其是一種圖像處理裝置及方法。

背景技術

前期探測系統類似于一個寬視場監視雷達，采用紅外相機在遠距離對待探測區域成像，探測紅外目標，獲得目標的方位信息，故前期探測系統是以被動模式工作，具有抗干擾特性。前期探測系統能承擔早期警戒，救援、目標搜索和導航等任務，當雷達靜默和無法工作時，可替代雷達工作。

前期探測系統為了增大其有效作用距離，要求在遠距離發現目標，因此在絕大部分時間內，目標在視場中是以小目標形態出現，而且目標的對比度一般都很低，圖像處理方法的主要特點有：目標一般為像素級，不具有形狀、尺寸等信息，可利用的只有灰度和速度變化信息，可供檢測的方法利用的信息少；在低信噪比下，當單幀圖像處理不能實現對目標的可靠檢測，必須對相鄰序列圖像進行綜合處理；在低信噪比下，目標灰度可能小于背景中的相似信號，針對目標的運動特性進行設計，利用幀疊加沿目標運動軌跡積累信號能量；在復雜背景情況下，在低信噪比下，目標的探測有很高的虛警率，必須通過對多幀的目標進行分析，來降低目標探測的虛察率。

基于前期探測裝置的目標背景探測方法要求，前期探測圖像處理裝置處理數據量大，必須具有大數據量的實時傳輸能力和高速的圖像處理能力；圖像處理幀頻高，滿足目標高速運動目標的要求；全視場像素的處理，及時地發現目標，給出小目標的方位，才能實現后繼系統的目標識別、跟蹤、捕獲和鎖定。

發明內容

本發明的目的，就是針對現有技術所存在的不足，而提供一種圖像處理裝置及方法的技術方案，該方案采用在圖像背景分析下，進行背景的濾波處理，依據目標的運動特性，選擇是否利用幀疊加積累灰度信息。在處理后的圖像上進行閾值設置，并搜索整個圖像，獲得可能存在的紅外目標，作為后選目標。然后對多幀的后選目標進行運動方法分析，根據目標的運動特性，剔除虛警目標，來降低目標探測的虛察率，獲得真實的紅外目標信息。

本方案是通過如下技術措施來實現的：

一種圖像處理裝置，包括有紅外相機、圖像處理系統和計算機；紅外相機將拍攝的圖像信號傳輸至圖像處理系統；計算機向圖像處理系統輸出控制信號，并且能夠接收圖像處理系統傳輸的圖像信號；圖像處理系統包括有采集單元、邏輯控制單元、處理單元和接口單元；采集單元與紅外相機電連接；邏輯控制單元分別與采集單元、處理單元和接口單元數據連通。

作為本方案的優選：采集單元內包括有AD采集模塊和差分接收模塊；AD采集模塊和差分接收模塊都分別與紅外相機和邏輯控制單元電連接。

作為本方案的優選：邏輯控制單元內包括有邏輯控制模塊和接口控制模塊；邏輯控制模塊與AD采集模塊和接口控制模塊電連接；接口控制模塊分別與AD采集模塊、差分接收模塊、接口單元和處理單元電連接。

作為本方案的優選：處理單元內包括有FPGA模塊和DSP陣列；FPGA模塊與接口控制模塊電連接；DSP陣列與FPGA模塊電連接。

作為本方案的優選：接口單元包括有LCD接口和RS422接口；LCD接口與接口控制模塊電連接；RS422接口與接口控制模塊電連接。

一種圖像處理方法，包括有以下步驟：

a、啟動系統，計算機發出控制信號傳輸至圖像處理系統；

b、圖像處理系統根據接收的控制信號選擇模擬或數字兩種通道來接收紅外相機傳輸的視頻信號；

c、圖像處理系統將接收到的信號進行濾波預處理后，再采用DMA方式儲存圖像信號，并進行閾值分割，在圖像信號中獲得待測目標位置，然后在連續多幀檢測到的待測目標位置進行目標運動分析，檢驗待測目標的真實性，從而排除掉虛警目標，獲得真實目標的位置信號；

d、圖像處理系統將真實目標的位置信號傳輸至計算機，并接收并顯示計算機返回的輸出信號。

作為本方案的優選：步驟a中計算機發出的控制信號經過圖像處理系統中的RS422接口傳輸至接口控制模塊，然后再由接口控制模塊將控制信號傳輸至邏輯控制模塊。

作為本方案的優選：步驟b中，圖像處理系統中的邏輯控制模塊選擇AD采集模塊或差分接收模塊對紅外相機傳輸的視頻信號進行接收；當需要選擇模擬視頻信號時，邏輯控制模塊選擇AD采集模塊接收紅外相機傳輸的模擬視頻信號；當需要選擇數字視頻信號時，邏輯控制模塊選擇差分接收模塊接收紅外相機傳輸的數字視頻信號。