[發明專利]一種基于可見光序列圖像的低空運動目標檢測方法

有效

• 申請號: 201710563985.2
• 申請日: 2017-07-12
• 公開（公告）號: CN107507190B
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發明（設計）人: 王靖宇;姜海旭;張科;王霰禹;王佩;呂梅柏;徐有新
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G06T7/11
• 分類號: G06T7/11;G06T7/181;G06T7/73;G06K9/46
• 代理公司: 61204 西北工業大學專利中心
• 代理人: 王鮮凱

1.一種基于可見光序列圖像的低空運動目標檢測方法，其特征在于步驟如下：

步驟1、對長度為n的序列圖像中的每幀圖像的局部特征提取降維Haar特征：將每幀f_i,i＝1,2,…,n圖像分解m個大小為W×H的圖像塊B_j,j＝1,2,…,m，利用N維降維Haar特征向量V描述圖像塊B_j，其中N為10；

提取每個圖像塊的降維Haar特征；

所述Haar特征降維的步驟是：

在圖像塊B中，取P_i個隨機位置和尺寸的矩形塊R_k(x_k,y_k,w_k,h_k,we_k),k＝1,2,…,P_i,構成描述v_i的特征模板，其中x_k，y_k分別表示R_k左上角在B中的橫縱坐標，w_k為R_k的寬度，h_k為R_k的高度；

x_k,y_k,w_k,h_k滿足：

we_k為R_k在v_i中所占權重，定義式為：

c_k為集合{1，-1}中的隨機值，根據R_k位置服從分布不同分為兩類：

R_k＝[R_k′,R_k″]

上式中，R'_k為非邊緣圖像分塊，采用均勻分布對R'_k的位置參數進行設定，增強R'_k生成位置的隨機性；

R_k″為圖像中位置處于上、下、左、右四個邊緣位置圖像塊對應的Haar特征矩形塊，采用高斯分布對R_k″的位置參數進行設定，使R_k″生成位置集中在圖像的邊緣；

將圖像邊緣信息作為各圖像塊的主要特征，具體設定方法如下：

對位于圖像左邊緣的圖像塊B_i，其中Haar特征矩形塊R_k左″，設定其位置參數中x_k左″服從高斯分布N(0,1)，y_k左″服從均勻分布，矩形塊集中于圖像塊左側邊緣；

由此類推R_k上″的x_k上″服從均勻分布，y_k上″高斯分布N(0,1)；R_k下″的x_k下″服從均勻分布，y_k下″高斯分布N(H,1)；R_k右″的x_k右″服從高斯分布N(W,1)，y_k右″均勻分布；

圖像特征向量的第i維特征v'_i和v”_i：

式中，S_k′和S_k″為矩形塊R_k′和R_k″中各像素灰度值的總和；

步驟2、采用無向圖搜索策略，對鄰近幀間圖像特征進行對比，實現對序列圖像的運動目標檢測：

建立無向圖G，G中第t個節點以(ix_t,iy_t)標記，對應f_i中的一個圖像塊B_k(x_k,y_k)，對應關系為：

節點s和t的關聯性φ(s,t)由以下關系式確定：

其中ε取值為7；

對于鄰近的兩幀圖像f_i和f_i+1，提取相同局域位置的圖像塊對B_{a_i},B_{a_i+1}，計算兩個圖像塊類Haar特征向量v_{a_i}，v_{a_i+1}的廣義距離：

如果dist(v_{a_i},v_{a_i+1})大于最小容錯誤差，則認為該圖像塊對應區域存在運動目標；在圖G中找出所有與B_{a_i}對應的節點相連的節點，對每一個節點所對應的圖像塊B_b，計算其類Haar特征值與B_{a_i}特征值的廣義距離dist(v_{a_i},v_{a_i+1})，距離最小的圖像塊為B_{a_i}移動后的圖像塊位置，即運動目標位置。