1.一種基于紅外圖像的動平臺運(yùn)動目標(biāo)檢測方法,其特征在于,該方法包括以下步驟:
(1)對當(dāng)前幀紅外圖像構(gòu)造尺度空間,采用非極大值抑制確定特征點(diǎn);構(gòu)造SURF特征點(diǎn)描述子并保存;
(2)以當(dāng)前幀為基準(zhǔn)幀,與其前第K幀圖像和前第2K幀圖像進(jìn)行SURF特征點(diǎn)匹配,計算仿射矩陣,獲得前第K幀圖像和前第2K幀圖像的仿射變換圖像;
(3)分別以前第K幀仿射變換圖像和前第2K幀仿射變換圖像為參考幀,對當(dāng)前幀和參考幀進(jìn)行隨機(jī)采樣N個點(diǎn),采用最小化χ2(a,b)線性回歸方法進(jìn)行擬合:
其中,yi和xi分別是當(dāng)前幀和參考值圖像灰度值,a是截距,b是斜率;通過擬合函數(shù)對參考幀所有像素的灰度值進(jìn)行修正,獲得前第K幀修正圖像和前第2K幀修正圖像;
(4)當(dāng)前幀分別與前第K幀修正圖像和前第2K幀修正圖像相減,獲得差分圖像1和差分圖像2;取作為二值化閾值,其中,c是常數(shù)項(xiàng),分別對差分圖像1和差分圖像2進(jìn)行二值化,大于二值化閾值的像素標(biāo)記為可疑目標(biāo);對二值化后的差分圖像1和差分圖像2取交集,獲得可疑運(yùn)動目標(biāo)二值圖像;
(5)對可疑運(yùn)動目標(biāo)二值圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)閉操作濾波;
(6)以濾波后可疑運(yùn)動目標(biāo)二值圖像的邊緣像素點(diǎn)為中心劃分一個區(qū)域,利用當(dāng)前幀和前第2K幀修正圖像內(nèi)相應(yīng)區(qū)域內(nèi)像素點(diǎn)的區(qū)域梯度統(tǒng)計直方圖進(jìn)行校正,獲得運(yùn)動目標(biāo)二值圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于紅外圖像的動平臺運(yùn)動目標(biāo)檢測方法,其特征在于,所述步驟(6)具體分為以下子步驟:
(21)遍歷可疑運(yùn)動目標(biāo)二值圖像,尋找本身標(biāo)記為運(yùn)動目標(biāo)但八鄰域不全為運(yùn)動目標(biāo)的像素點(diǎn),即為邊緣像素點(diǎn);
(22)以邊緣像素點(diǎn)為中心,取m×m的區(qū)域,計算區(qū)域位置對應(yīng)的當(dāng)前幀和前第2K幀修正圖像內(nèi)每個像素點(diǎn)的梯度幅值和方向;
(23)將360度根據(jù)需求分割為x個區(qū)間,根據(jù)每個像素點(diǎn)的梯度方向,利用雙線性內(nèi)插值法將幅值累加到直方圖中,分別獲得基于當(dāng)前幀和基于前第2K幀修正圖像的區(qū)域梯度統(tǒng)計直方圖;
(24)分別對基于當(dāng)前幀和基于前第2K幀修正圖像的區(qū)域梯度統(tǒng)計直方圖進(jìn)行歸一化;
(25)計算基于當(dāng)前幀和基于前第2K幀修正圖像的區(qū)域梯度統(tǒng)計直方圖的差值,差值的絕對值之和小于目標(biāo)閾值則重新標(biāo)記為背景,大于目標(biāo)閾值則標(biāo)記為已校正可疑目標(biāo)邊緣像素點(diǎn);
(26)返回步驟(21),直到當(dāng)前幀中所有邊緣像素點(diǎn)都進(jìn)行過校正,獲得最終運(yùn)動目標(biāo)檢查結(jié)果圖。
3.一種基于紅外圖像的動平臺運(yùn)動目標(biāo)檢測系統(tǒng),其特征在于,該系統(tǒng)包括以下模塊:
特征確定模塊,用于對當(dāng)前幀紅外圖像構(gòu)造尺度空間,采用非極大值抑制確定特征點(diǎn);構(gòu)造SURF特征點(diǎn)描述子并保存;
特征配準(zhǔn)模塊,用于以當(dāng)前幀為基準(zhǔn)幀,與其前第K幀圖像和前第2K幀圖像進(jìn)行SURF特征點(diǎn)匹配,計算仿射矩陣,獲得前第K幀圖像和前第2K幀圖像的仿射變換圖像;
灰度修正模塊,用于分別以前第K幀仿射變換圖像和前第2K幀仿射變換圖像為參考幀,對當(dāng)前幀和參考幀進(jìn)行隨機(jī)采樣N個點(diǎn),采用最小化χ2(a,b)線性回歸方法進(jìn)行擬合:
其中,yi和xi分別是當(dāng)前幀和參考值圖像灰度值,a是截距,b是斜率;通過擬合函數(shù)對參考幀所有像素的灰度值進(jìn)行修正,獲得前第K幀修正圖像和前第2K幀修正圖像;
二值化模塊,用于當(dāng)前幀分別與前第K幀修正圖像和前第2K幀修正圖像相減,獲得差分圖像1和差分圖像2;取作為二值化閾值,其中,c是常數(shù)項(xiàng);分別對差分圖像1和差分圖像2進(jìn)行二值化,大于二值化閾值的像素標(biāo)記為可疑目標(biāo);對二值化后的差分圖像1和差分圖像2取交集,獲得可疑運(yùn)動目標(biāo)二值圖像;
濾波模塊,用于對可疑運(yùn)動目標(biāo)二值圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)閉操作濾波;
目標(biāo)獲取模塊,以濾波后可疑運(yùn)動目標(biāo)二值圖像的邊緣像素點(diǎn)為中心劃分一個區(qū)域,利用當(dāng)前幀和前第2K幀修正圖像內(nèi)相應(yīng)區(qū)域內(nèi)像素點(diǎn)的區(qū)域梯度統(tǒng)計直方圖進(jìn)行校正,獲得運(yùn)動目標(biāo)二值圖像。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于紅外圖像的動平臺運(yùn)動目標(biāo)檢測系統(tǒng),其特征在于,所述目標(biāo)獲取模塊具體包括以下單元:
邊緣獲取單元,用于遍歷可疑運(yùn)動目標(biāo)二值圖像,尋找本身標(biāo)記為運(yùn)動目標(biāo)但八鄰域不全為運(yùn)動目標(biāo)的像素點(diǎn),即為邊緣像素點(diǎn);
梯度計算單元,用于以邊緣像素點(diǎn)為中心,取m×m的區(qū)域,計算區(qū)域位置對應(yīng)的當(dāng)前幀和前第2K幀修正圖像內(nèi)每個像素點(diǎn)的梯度幅值和方向;
直方圖統(tǒng)計單元,用于將360度根據(jù)需求分割為x個區(qū)間,根據(jù)每個像素點(diǎn)的梯度方向,利用雙線性內(nèi)插值法將幅值累加到直方圖中,分別獲得基于當(dāng)前幀和基于前第2K幀修正圖像的區(qū)域梯度統(tǒng)計直方圖;
歸一化單元,用于分別對基于當(dāng)前幀和基于前第2K幀修正圖像的區(qū)域梯度統(tǒng)計直方圖進(jìn)行歸一化;
邊緣修正單元,用于計算基于當(dāng)前幀和基于前第2K幀修正圖像的區(qū)域梯度統(tǒng)計直方圖的差值,差值的絕對值之和小于目標(biāo)閾值則重新標(biāo)記為背景,大于目標(biāo)閾值則標(biāo)記為已校正可疑目標(biāo)邊緣像素點(diǎn);
循環(huán)單元,用于返回步驟邊緣獲取單元,直到當(dāng)前幀中所有邊緣像素點(diǎn)都進(jìn)行過校正,獲得最終運(yùn)動目標(biāo)檢查結(jié)果圖。