[發明專利]一種基于FPGA的紅外顯著物體檢測方法

有效

• 申請號: 201710331079.X
• 申請日: 2017-05-11
• 公開（公告）號: CN107194946B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 張寶輝;吉莉;于世孔;蔣志芳;李中文;王潤宇;楊開峰;張巍偉;吳杰
• 申請（專利權）人: 昆明物理研究所
• 主分類號: G06T7/187
• 分類號: G06T7/187;G06T7/13;G06T7/136
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱寶慶

1.一種基于FPGA的紅外顯著物體檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，采集圖像A1；

步驟2，對采集到的圖像進行閾值分隔得到圖像A2；

步驟3，對A2進行邊緣檢測得到圖像A3；

步驟4，對A3標記連通域得到圖像A4；

步驟5，對A4中的連通域，獲取以連通域邊界為特征的特征矩陣；

步驟6，對連通域對應的特征矩陣，通過約束的方式判斷是否為顯著物體；

步驟7，對通過約束的連通域進行交叉合并得到新的連通域特征矩陣；

步驟8，輸出經交叉合并后連通域特征值對應邊界值內的圖像；

步驟6中采用視野約束限制檢測范圍，采用灰度約束和占空比約束判斷目標顯著性：其中

視野約束包括以下步驟：

步驟6.1.1，讀取n個連通域的特征矩陣，任一連通域的中心坐標可由式(2)(3)獲得：

x_c＝(f_left+f_right)/2 (2)

y_c＝(f_up+f_down)/2 (3)

其中，f_up、f_down、f_left、f_right分別為任一連通域特征值的上、下、左、右邊界坐標值；

步驟6.1.2，通過式(4)計算連通域所占面積

S_c＝(f_down-f_up+1)×(f_right-f_left+1) (4)

步驟6.1.3，將連通域標記圖像劃分為若干個區域，且計算每一區域的面積；

步驟6.1.4，判斷連通域中心坐標是否在某一區域內且該連通域面積大于等于該區域的面積，若是轉步驟6.1.5，若一連通域中心坐標不在任意一區域內或面積小于任意一區域面積，則轉步驟6.1.6；

步驟6.1.5，該連通域滿足視野約束，在特征矩陣中保留其對應的特征值；

步驟6.1.6，該連通域不滿足視野約束，在特征矩陣中去除其對應的特征值；

灰度約束包括以下步驟：

步驟6.2.1，讀取通過視野約束的連通域特征值，對其中任一連通域，將其上、下、左、右邊界通過式(5)(6)(7)(8)分別擴展

e_up＝f_up-EX_UP (5)

e_down＝f_down-EX_DOWN (6)

e_left＝f_left-EX_LEFT (7)

e_right＝f_right-EX_RIGHT (8)

其中，EX_UP、EX_DOWN、EX_LEFT、EX_RIGHT分別為上、下、左、右的擴展參數；

步驟6.2.2，讀取圖像A1的數據，根據此圖像各像素點灰度級計算連通域邊界內的平均灰度f_ave和擴展區域內的平均灰度級e_ave；

步驟6.2.3，若式(9)滿足，則轉步驟6.2.4；否則轉步驟6.2.5

|e_ave-f_ave|＞＝G_ratio×max(e_ave,f_ave) (9)

其中，G_ratio為灰度約束系數；

步驟6.2.4，該連通域滿足灰度約束，在特征矩陣中保留其對應的特征值；

步驟6.2.5，該連通域不滿足灰度約束，在特征矩陣中去除其對應的特征值；

占空比約束包括以下步驟：

步驟6.3.1，讀取通過灰度約束的連通域特征值，對其中任一連通域，根據式(10)計算在該連通域上、下、左、右邊界內的總像素個數：

pix_total＝(f_down-f_up+1)×(f_right-f_left+1) (10)

步驟6.3.2，讀取圖像A1的數據，設gray(x,y)為該圖像在(x,y)坐標位置對應的灰度級大小，根據e_ave和f_ave，統計滿足以下兩個條件之一的像素個數pix_duty，

條件1：若f_ave＞＝e_ave，則統計gray(x,y)＞＝e_ave的像素點個數；

條件2：若f_ave＜e_ave，則統計gray(x,y)＜e_ave的像素點個數；

步驟6.3.3，根據式(11)計算連通域邊界內的目標占空比

（11）

步驟6.3.4，若式(12)滿足，則轉步驟6.3.5，否則轉步驟6.3.6

Duty_ratio＞＝DR_MIN (12)

其中DR_MIN為最小占空比參數；

步驟6.3.5，該連通域滿足占空比約束，在特征矩陣中保留其對應的特征值；

步驟6.2.5，該連通域不滿足占空比約束，在特征矩陣中去除其對應的特征值。