[發明專利]基于自適應角約束的空地紅外時敏弱小移動目標檢測方法

有效

• 申請號: 202110886156.4
• 申請日: 2021-08-03
• 公開（公告）號: CN113673373B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 盧瑞濤;楊小岡;劉闖;張巖;陳璐;高凡
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍火箭軍工程大學
• 主分類號: G06V20/20
• 分類號: G06V20/20;G06V10/26;G06T7/136;G06T7/20
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 趙中霞

1.一種基于自適應角約束的空地紅外時敏弱小移動目標檢測方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

S1：利用多尺度局部差異度量算子計算所有幀圖像的顯著性圖，利用自適應分割算法對顯著性圖進行分割，提取每幀圖像的候選目標點集；

S2：利用核相關濾波跟蹤算法對首幀圖像的候選目標點集進行跟蹤確定其在第2幀圖像中的位置得到跟蹤位置；結合第2幀圖像的候選目標點集，利用最鄰近方法，對跟蹤位置進行修正，從而得到首幀圖像和第2幀圖像的對應候選目標點集對；

依次對當前幀圖像的候選目標點集進行跟蹤確定其在下一幀圖像中的位置得到跟蹤位置；結合下一幀圖像的候選目標點集，對跟蹤位置進行修正，從而得到當前幀圖像和其下一幀圖像的對應候選目標點集對；連續跟蹤至末幀圖像的候選目標點并修正后，得到首幀圖像和末幀圖像的候選目標點集對；

S3：利用候選目標點之間的空間角度約束關系，分別構建首幀圖像和末幀圖像的角約束矩陣；

S4：利用首幀圖像和末幀圖像的角約束矩陣，基于首幀圖像和末幀圖像的目標點集對，計算首幀圖像每個候選目標點與末幀圖像對應的候選目標點的角度變化偏差；利用自適應閾值對角度變化偏差進行分割，首幀圖像和末幀圖像候選目標點的角度變化偏差大于閾值的候選目標點判定為紅外時敏弱小移動目標。

2.如權利要求1所述的基于自適應角約束的空地紅外時敏弱小移動目標檢測方法，其特征在于，S1中，所述多尺度局部差異度量算子定義為：

WLDM(x,y)＝C(x,y)×W(x,y)

其中，C(x,y)為多尺度局部差異對比度，W(x,y)為修正的局部熵權重；

所述顯著性圖是基于多尺度局部差異度量算子對所有幀圖像進行滑動窗操作得到的，顯著性圖中每個位置的顯著值代表該位置屬于候選目標點的概率；

所述自適應分割算法中自適應閾值為：

τ＝λ·max(map_WLDM)+(1-λ)·mean(map_WLDM)；其中max(map_WLDM)為顯著性圖的最大值，mean(map_WLDM)為顯著性圖的均值，λ加權因子。

3.如權利要求1所述的基于自適應角約束的空地紅外時敏弱小移動目標檢測方法，其特征在于，所述S2包括：

S21：對首幀圖像的候選目標點集進行跟蹤：對于首幀圖像中的每個候選目標點{P₁ⁱ,i＝1,2,...,N₁}，其中N₁表示候選目標點的數量，提取候選目標點的鄰域區域把鄰域區域的的灰度特征作為特征描述子利用核相關濾波跟蹤算法(KCF)對候選目標點進行跟蹤，從而確定首幀圖像候選目標點在第2幀圖像中的位置：

其中，kcf(·)表示KCF跟蹤算法，表示首幀圖像的候選目標點P₁ⁱ在第2幀圖像的跟蹤位置，為濾波器的響應值，θ為閾值；構建了首幀圖像和第2幀圖像的粗匹配的點集對；

S22：對跟蹤位置進行修正：利用第2幀圖像的檢測的候選目標點集對首幀圖像的候選目標點P₁ⁱ在第2幀圖像的跟蹤位置進行修正，修正的原則是盡可能的接近跟蹤位置，并且如果兩者距離較大，就從初始點對中進行刪除：

其中，P₂第2幀圖像的檢測的候選目標點集，為修正之后的候選目標點集，O_s為鄰域的尺度，N_t表示當前候選目標點的數量；從而得到了首幀圖像和第2幀圖像的候選目標點集對；

S23：通過連續跟蹤K幀圖像后，得到首幀圖像和末幀圖像的候選目標點集對：

其中，為當前首幀圖像候選目標點集，為跟蹤修正后的末幀圖像候選目標點集，為首幀圖像和末幀圖像的一個候選目標點對，表示首幀圖像第j個候選目標點，表示末幀圖像中與關聯的候選目標點，表示第K幀圖像候選目標點的數量。