[发明专利]一种前景目标的提取方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及数字图像处理、机器视觉技术领域，尤其涉及一种利用亮灭交替的红外照明光源配合图像背景差分技术的前景目标的提取方法和系统。

背景技术

在进行数字图像处理时，我们常常需要使用红外摄像技术，以在图像中突出我们感兴趣的目标，而减小甚至去除不相关的背景的干扰。

例如，当我们需要在连续的图像帧序列中跟踪某个前景目标的运动时，我们当然希望图像中只存在该前景目标的影像，而不出现其余的不相关背景的影像，这样可以给后续的前景目标分割带来极大的便利：只需简单的二值化处理技术即可准确地将前景目标从图像中提取出来。然而，在实际进行红外摄像时，由于场景的复杂多变性，图像中很难完全避免背景的干扰，尤其是场景中的灯光、阳光等一般含有红外成分，会在图像中对前景目标的提取造成较大干扰。

有鉴于此，现有技术有待改进和提高。

发明内容

鉴于现有技术中，不能有效地去除背景干扰的的不足，本发明目的在于提供一种前景目标的提取方法和系统。旨在解决现有技术中采用红外摄像技术提取前景目标时由于背景干扰而导致前景目标提取困难的问题。

本发明的技术方案如下：

一种前景目标的提取方法，其通过红外光源配合红外图像采集装置来实现，其中，所述提取方法包括以下步骤：

A、分别在红外光源点亮和熄灭时建立无前景目标的背景模型，即得到红外光源点亮时的背景模型M和红外光源熄灭时的背景模型N；

B、红外图像采集装置进行图像采集，且红外图像采集装置每采集一帧图像，红外光源就切换一次亮灭状态，即得到红外光源点亮时的图像mm和红外光源熄灭时的图像nn，其中，mm和nn为相邻两帧图像；

C、对mm和M进行背景差分运算，得到红外光源点亮时的背景差分结果m1，即m1= abs(mm-M)；对nn和N进行背景差分运算，得到红外光源熄灭时的背景差分结果n1，即n1= abs(nn-N)；其中，所述abs()为取绝对值运算；

D、分别对m1和n1进行二值化处理，并对得到的二值化处理结果进行或运算处理，得到二值化图像p；

E、对二值化图像p进行去噪处理，即得到前景目标。

所述的前景目标的提取方法，其中，所述步骤A中，红外光源点亮时的背景模型M的建立采用以下步骤：

A1、在红外光源点亮时，通过红外图像采集装置连续采集多帧没有前景目标存在的背景图像，并对所采集的多帧图像的像素求平均值，得到红外光源点亮时的背景模型M；

红外光源熄灭时的背景模型N的建立采用以下步骤：

A2、在红外光源熄灭时，通过红外图像采集装置连续采集多帧没有前景目标存在的背景图像，并对所采集的多帧图像的像素求平均值，得到红外光源点亮时的背景模型N。

所述的前景目标的提取方法，其中，所述步骤D中对m1进行二值化处理采用如下方式：

D1、预先设定一第一阈值，将m1图像中像素值大于第一阈值的像素设定为前景目标像素；

在步骤D中对n1进行二值化处理采用如下方式：

D2、预先设定一第二阈值，将n1图像中像素值大于第二阈值的像素设定为前景目标像素。

所述的前景目标的提取方法，其中，所述步骤E中采用形态学开运算对二值化图像p进行去噪处理。

所述的前景目标的提取方法，其中，所述形态学开运算包括形态学腐蚀和形态学膨胀。

一种前景目标的提取系统，其中，所述系统包括：

建模单元，用于分别在红外光源点亮和熄灭时建立无前景目标的背景模型，即得到红外光源点亮时的背景模型M和红外光源熄灭时的背景模型N；

图像采集单元，用于红外图像采集装置进行图像采集，且红外图像采集装置每采集一帧图像，红外光源就切换一次亮灭状态，即得到红外光源点亮时的图像mm和红外光源熄灭时的图像nn，其中，mm和nn为相邻两帧图像；

差分运算单元，用于对mm和M进行背景差分运算，得到红外光源点亮时的背景差分结果m1，即m1= abs(mm-M)；对nn和N进行背景差分运算，得到红外光源熄灭时的背景差分结果n1，即n1= abs(nn-N)；其中， 所述abs()为取绝对值运算；

二值化及或运算处理单元，用于分别对m1和n1进行二值化处理，并对得到的二值化处理结果进行或运算处理，得到二值化图像p；

去噪单元，用于对二值化图像p进行去噪处理，即得到前景目标。