[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于背景分類(lèi)的運(yùn)動(dòng)小目標(biāo)檢測(cè)方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911191359.0
• 申請(qǐng)日: 2019-11-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110991313B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡若瀾;魏小林;劉璐;董斐;姜軍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華中科技大學(xué);北京航天計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G06V20/13
• 分類(lèi)號(hào): G06V20/13;G06V10/26;G06V10/46;G06V10/764;G06K9/62
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專(zhuān)利中心 42201
• 代理人: 李智

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于背景分類(lèi)的運(yùn)動(dòng)小目標(biāo)檢測(cè)方法和系統(tǒng)，其中方法包括：將圖像中的地物深空混合背景分類(lèi)為地物背景區(qū)域和深空背景區(qū)域，對(duì)地物背景區(qū)域圖像基于多尺度空域顯著特征的方法實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)小目標(biāo)檢測(cè)，對(duì)深空背景區(qū)域圖像基于不變矩特征的方法實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)小目標(biāo)檢測(cè)，對(duì)地物和深空背景區(qū)域檢測(cè)到的目標(biāo)進(jìn)行綜合和多幀確認(rèn)得到目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果。系統(tǒng)包括背景分類(lèi)模塊、地物背景目標(biāo)檢測(cè)模塊、深空背景目標(biāo)檢測(cè)模塊和目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果綜合確認(rèn)模塊。本發(fā)明在地物深空混合背景下提高運(yùn)動(dòng)小目標(biāo)檢測(cè)率、降低運(yùn)動(dòng)小目標(biāo)檢測(cè)的虛警率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于背景分類(lèi)的運(yùn)動(dòng)小目標(biāo)檢測(cè)方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

復(fù)雜背景下的運(yùn)動(dòng)小目標(biāo)檢測(cè)是一個(gè)難點(diǎn)問(wèn)題。小目標(biāo)沒(méi)有形狀信息，對(duì)比度低，容易湮沒(méi)于復(fù)雜背景中。抑制背景干擾增強(qiáng)目標(biāo)是提高復(fù)雜背景下目標(biāo)檢測(cè)性能的重要途經(jīng)，對(duì)提高運(yùn)動(dòng)小目標(biāo)探測(cè)性能具有重要的意義。

空天環(huán)境下背景圖像復(fù)雜，可能是包含有地物背景和深空背景的混合背景。其中地物背景包含大氣和地表輻射，不同地表溫度不同，地表輻射差距大，局部差距明顯。深空背景中包含星際空間輻射、行星輻射和黃道塵埃輻射，以及類(lèi)似目標(biāo)的恒星點(diǎn)輻射源。常用的小目標(biāo)檢測(cè)方法采用空域?yàn)V波、時(shí)域?yàn)V波和頻域?yàn)V波來(lái)抑制背景增強(qiáng)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)小目標(biāo)檢測(cè)。這些方法常用于復(fù)雜背景下的目標(biāo)檢測(cè)中，用于深空背景時(shí)無(wú)法有效抑制深空背景中的恒星點(diǎn)干擾。常用于深空背景目標(biāo)檢測(cè)的方法，利用多幀信息估計(jì)深空背景的運(yùn)動(dòng)特征來(lái)抑制恒星點(diǎn)干擾。這類(lèi)方法適用于特定深空背景，不適用于復(fù)雜的地物背景。針對(duì)地物深空混合背景下的運(yùn)動(dòng)小目標(biāo)檢測(cè)問(wèn)題，現(xiàn)有方法難以同時(shí)有效抑制地物復(fù)雜背景和深空背景中的恒星點(diǎn)干擾。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷和實(shí)際應(yīng)用需求，本發(fā)明提供了一種基于背景分類(lèi)的運(yùn)動(dòng)小目標(biāo)檢測(cè)方法和系統(tǒng)，由此解決空天環(huán)境地物深空混合背景下同時(shí)抑制復(fù)雜地物背景和深空背景中的恒星點(diǎn)干擾，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)小目標(biāo)檢測(cè)的技術(shù)問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種基于背景分類(lèi)的運(yùn)動(dòng)小目標(biāo)檢測(cè)方法，包括：

(1)對(duì)圖像中的地物深空混合背景進(jìn)行分類(lèi)，標(biāo)記背景類(lèi)別得到背景模板圖像；

(2)利用背景模板圖像獲得圖像中的地物背景區(qū)域圖像，基于多尺度空域顯著特征得到地物背景目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果；

(3)利用背景模板圖像獲得圖像中的深空背景區(qū)域圖像，基于不變矩特征得到深空背景目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果；

(4)綜合地物背景目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果和深空背景目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果并進(jìn)行多幀確認(rèn)，得到最終的目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果。

進(jìn)一步地，小目標(biāo)為像素尺度小于6×6，且局部信噪比小于5的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。

進(jìn)一步地，步驟(1)包括：

(11)對(duì)圖像計(jì)算多角度相關(guān)統(tǒng)計(jì)值生成灰度共生矩陣；

(12)對(duì)計(jì)算得到的灰度共生矩陣進(jìn)行分割，標(biāo)記圖像中各像素的背景類(lèi)別，得到背景模板圖像。

進(jìn)一步地，步驟(2)包括：

(21)利用背景模板圖像獲得圖像中的地物背景區(qū)域圖像；

(22)對(duì)地物背景區(qū)域圖像進(jìn)行多尺度空域顯著性分析得到空域顯著特征；

(23)對(duì)得到的空域顯著特征進(jìn)行分割得到候選目標(biāo)，再對(duì)每個(gè)候選目標(biāo)進(jìn)行SCR濾波處理，得到地物背景目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果。

進(jìn)一步地，步驟(3)包括：

(31)利用背景模板圖像獲得圖像中的深空背景區(qū)域圖像；

(32)對(duì)深空背景區(qū)域圖像提取背景中的顯著星體點(diǎn)，利用不變矩特征找出在連續(xù)多幀圖像中出現(xiàn)的顯著星體點(diǎn)作為參考星體點(diǎn)，再利用仿射變換估計(jì)深空背景的運(yùn)動(dòng)特征參數(shù)；