[發明專利]一種復雜環境中紅外目標抗干擾檢測跟蹤方法

有效

• 申請號: 202110709102.0
• 申請日: 2021-06-25
• 公開（公告）號: CN113379639B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 李興睿;種衍文;潘少明
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/20;G06T7/73;G06V10/762
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 王琪

1.一種復雜環境中紅外目標抗干擾檢測跟蹤方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，對第一幀圖像進行跟蹤目標的框選，獲得真實目標在圖像內的位置與尺寸，并進行真實目標框的初始化操作；

步驟2，對第二幀及以后的圖像進行干擾物檢測，并構建潛在目標框；

步驟2.1，在真實目標框的外層設置一層干擾物檢測框，干擾物檢測框中心與真實目標框中心重合，且干擾物檢測框尺寸為真實目標框尺寸的t倍；

步驟2.2，提取干擾物檢測框邊界像素值的最大值；

步驟2.3，取上一幀目標像素值集合的均值中誤差m_i-1，令C為常數，i為當前幀數，i∈{2,...,N}，比較步驟2.2提取的最大值與α的大小，若最大值小于α，則認為無干擾物靠近，反之則有干擾物靠近；

步驟2.4，以當前幀圖像的前n幀真實目標框位移距離為因變量，幀數為自變量進行最小二乘二次曲線擬合，預測當前幀位移；

步驟2.5，以上一幀真實目標框的中心為中心，步驟2.4預測的當前幀位移的γ倍與目標尺寸的和為尺寸構建潛在目標框；

步驟3，對有干擾物靠近的紅外圖像進行預處理，提高圖像數據的信噪比；

步驟4，對沒有干擾物靠近的紅外圖像進行預處理，提高圖像數據的信噪比；

步驟4.1，無干擾物靠近時，對步驟2.5構建的潛在目標框內所有像素以上一幀背景像素值的最大值作為當前幀濾波器邊緣像素值的最大值進行Robinson guard濾波；

步驟4.2，對步驟4.1濾波后的圖像通過Otsu自適應求閾值，并對圖像進行分割，得到二值圖像，其中像素值為255的區域為候選目標位置；

步驟4.3，對步驟4.2得到的二值圖像進行Unger平滑濾波，抑制隨機噪聲；

步驟5，利用管道濾波算法進行目標定位；

以步驟2.5構建的潛在目標框作為潛在目標管道，并在經過預處理的當前幀圖像內對該管道進行縮小，當管道各邊緣遇到候選目標位置立即停止縮小，由此完成定位，無干擾情況下定位結果為真實目標框，有干擾情況下定位結果為目標與干擾物合框；

步驟6，更新真實目標框；

步驟6.1，在無干擾情況下，若步驟5定位后管道的寬度或長度大于上一幀管道寬度或長度的k倍時，采用ORB角點檢測匹配算法對管道進行糾正得到真實目標框，否則，將當前目標框作為真實目標框；

步驟6.2，在有干擾情況下，需進一步檢測干擾物與目標是否分離，若未分離，將目標和干擾物的合框當做真實目標框，若分離，則將最靠近預測位置的高亮部分作為真實目標框；

步驟7，根據步驟6得到的真實目標框的長度l和寬度w更新Robinson guard濾波器模板，更新后模板大小為(2×l-1,2×w-1)，濾波器模板內元素排布方式與傳統Robinsonguard濾波器相同；

步驟8，若當前幀為最后一幀時，跟蹤結束，否則重復步驟2～步驟7進行下一幀目標的跟蹤。

2.如權利要求1所述的一種復雜環境中紅外目標抗干擾檢測跟蹤方法，其特征在于：所述步驟1包括以下幾個子步驟：

步驟1.1，讀取紅外視頻，并將其逐幀保存；

步驟1.2，向用戶展示第一幀圖像，讓用戶使用鼠標對跟蹤目標進行框選，得到真實目標在圖像內的位置與尺寸；

步驟1.3，提取步驟1.2得到的真實目標框內所有像素值并構成集合，對其進行K-均值聚類，聚類后像素數據分為兩個簇，將兩個簇中均值較高的簇視作目標像素值集合，分別求目標像素值集合的均值x₁、中誤差m₁，由此完成真實目標框的初始化操作。