[发明专利]基于卫星视频的多运动目标快速跟踪测速方法

说明书

基于卫星视频的多运动目标快速跟踪测速方法，涉及一种针对卫星视频的多运动目标快速跟踪测速方法，解决现有方法无法实现卫星视频中的运动目标的跟踪，且由于噪声干扰大给运动目标检测带来了困难以及无法满足卫星视频实时性的问题，本发明先采用背景建模法对卫星视频建立背景模型并提取出运动目标，然后设计了一种符合卫星实际情况的匹配函数作为运动目标的匹配依据，通过两层次匹配和贪婪算法对目标进行匹配、跟踪，根据跟踪轨迹计算出运动目标的运动速度信息。本发明通过两层次匹配和贪婪算法可以有效的降低多运动目标的复杂度。通过对噪声运动目标及噪声轨迹线的去除，解决了卫星视频中干扰较大的问题。

技术领域

本发明涉及一种针对卫星视频的多运动目标快速跟踪测速方法，适用于对数据处理速度要求高的视频卫星在轨处理。

背景技术

随着视频卫星技术的发展，对视频卫星所得视频进行处理受到越来越多的关注，人们希望能够快速地获得卫星视频中所包含的信息从而实现对突发事件的应急响应。而对卫星视频进行多运动目标快速跟踪是一种重要的信息获取手段，通过对卫星视频进行多目标的快速跟踪可以有效获得运动目标的运动速度信息，便于事件决策。

通常在地面监控视频进行多运动目标快速跟踪时，先通过运动目标检测将运动目标提取出来，然后通过最优二分图匹配的方法对同一运动目标进行跟踪，但是上述方法并不满足卫星视频应用场景，这是因为卫星视频中的运动目标较小，噪声干扰大的特点给运动目标检测带来了困难，同时地面所采用的跟踪方法无法满足卫星视频实时性的要求。

发明内容

本发明为解决现有方法无法实现卫星视频中的运动目标的跟踪，且由于噪声干扰大给运动目标检测带来了困难以及无法满足卫星视频实时性的问题，提供一种基于卫星视频的多运动目标快速跟踪测速方法。

基于卫星视频的多运动目标快速跟踪测速方法，该方法由以下步骤实现：

步骤一、获取卫星视频的前M帧图像，并建立背景模型，所述M为正整数；

步骤二、将当前t帧图像与步骤一中获取前M帧图像建立的背景模型进行差分运算后提取运动目标的位置信息和面积信息，并设定当检测的运动目标的面积信息小于4个像素点时，该运动目标为运动噪点；

步骤三、将获取的当前t帧运动目标与t-1帧运动目标进行匹配，形成匹配线段；

具体为：设定匹配线段的匹配函数，匹配线段的匹配权值为C，用下式表示为：

C＝α_cC_p+(1-α_c)C_s

式中，C_p为相邻两帧运动目标距离的匹配权值，C_s为相邻两帧运动目标间成像面积的匹配权值，α_c为关系系数，所述C_p和C_s由下述公式表示为：

C_s＝|S_t-1-S_t|

式中，为t-1帧中运动目标位置，为t帧中运动目标位置，S_t-1为t-1帧中运动目标成像面积，S_t为t帧中运动目标成像面积，通过贪婪算法寻找C最小值，对当前帧运动目标与前一帧运动目标进行匹配，形成匹配线段；

步骤四、将步骤三形成的匹配线段与未完结轨迹线进行匹配，形成跟踪轨迹线；

具体为：设定跟踪轨迹线的匹配函数，跟踪轨迹线的匹配权值为L，用下式表述为：

L＝α₁L_θ+β₁L_v+(1-α₁-β₁)L_s