[发明专利]船载红外目标图像辨识跟踪方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种船载红外目标图像辨识跟踪方法及其装置。

背景技术

海面运动目标检测、识别与跟踪技术在海防安全、海关管理、海上缉私以及港口船只调度等场合都有重要的用途。基于红外成像的目标运动检测与跟踪，在军用和民用领域都具有广阔的应用前景。但同时具有运动检测、目标分割和目标跟踪的高智能化监控系统必定涉及大量耗时的图像运算，在现有计算机处理速度下难以很好的同时兼顾可靠性与实时性。当前存在的技术难题主要是：1)复杂动态背景情况下的目标识别和跟踪；2)云台转动的滞后性以及视频处理延时无法满足实时性；4)运动目标的遮挡和再次搜索。以上这些问题都制约了海面运动目标识别算法在实际中的应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种船载红外目标图像辨识跟踪装置。

本发明要解决的另外一个技术问题是提供一种船载红外目标图像辨识跟踪方法。

对于船载红外目标图像辨识跟踪装置，本发明采用的技术方案是：包括上位工控机、伺服控制下位机、旋转云台、视频采集卡、搜索灯、红外摄像头；

上位工控机与伺服控制下位机连接，伺服控制下位机与旋转云台连接并控制旋转云台作全方位转动；旋转云台上固定装有搜索灯、红外摄像头，红外摄像头通过视频采集卡与上位工控机连接，搜索灯与红外摄像头的指向同步。

作为优选，视频采集卡通过USB串口与上位工控机连接。

作为优选，搜索灯为大功率钠灯。

对于船载红外目标图像辨识跟踪方法，本发明采用的技术方案是包括以下步骤：

(1)运动目标识别

首先利用红外摄像头进行图像序列采集，获取目标的原始图像，目标图像信号传送到工控机中，操作者选定待锁定的目标，由工控机作为中央处理单元，分别跟踪控制软件对图像采用相应的图像处理方法进行处理，从原始图像中提取较为完整的待跟踪的目标；使用帧间差分法判断视频序列中是否存在运动目标，并确定目标的位置，帧间差分法对一个极小时间间隔前后两帧图像采用基于像素灰度的差分，再用阈值化方法来提取图像中的运动区域，算法为：

M(x,y,t)=1,f(x,y,t)-f(x,y,t-Δt)>τ0,f(x,y,t)-f(x,y,t-Δt)≤τ]]>

上式中，Δt为帧间时间间隔，f(x,y,t)和f(x,y,t-Δt))分别为t时刻和t-Δt时刻的图像帧；如果两帧图像对应像素灰度的绝对差值大于阈值τ，则表明该像素是运动前景，则将其值置1，否则为静态背景将其值置0，可得二值图像M(x,y,t)；

(2)运动目标的跟踪

采用CamShift算法进行运动目标跟踪，算法如下：

第一步，在图像HSI空间中计算H通道(色彩通道)分量的1D直方图；

第二步，利用此1D直方图将原图改建成2D概率分布图；