[发明专利]基于路径连贯性函数的星空背景下的目标跟踪方法和装置

说明书

本发明公开了一种基于路径连贯性函数的星空背景下的目标跟踪方法和装置，该方法包括以下步骤：接收待处理图像；采用中值滤波法对待处理图像进行处理，去除噪声干扰；通过混合高斯模型建立背景帧；采用帧间差分算法去除背景，获取待处理图像中的所有动目标；通过形态学开运算获取所有动目标的轮廓数据；将所有动目标的轮廓数据输入无迹卡尔曼滤波模型，获取动目标的运动轨迹，得到疑似目标；计算疑似目标的路径连贯性函数值，根据路径连贯性函数值排除虚假目标；计算待定目标的偏差函数，进一步排除虚假目标；获得真实目标；本发明能够提高目标跟踪的准确度。

技术领域

本发明涉及动目标跟踪领域，更具体地，涉及一种基于路径连贯性函数的星空背景下的目标跟踪方法和装置。

背景技术

随着科技进步与社会发展，卫星在现实生活中得到了广泛的应用。卫星应用技术的发展，为人们的日常生活带来了便利，为军事侦察、地球资源信息获取等开拓了新的道路，也带来了新的挑战。卫星在飞行过程中，存在跟踪距离远和星空背景下对比度低、照度低以及图像信噪比差的问题；在进行跟踪时，也存在探测器分辨率高、帧频高以及处理数据量大、实时处理困难的问题。因此，设计出一款适用于卫星跟踪的目标跟踪算法，具有十分重要的意义。

目前目标跟踪主要通过卡尔曼滤波来实现。但是，卡尔曼滤波易出现目标丢失，扩展卡尔曼滤波需要计算雅克比矩阵，计算量庞大，滤波速度低下，粒子滤波速度也较慢，很难保证卫星跟踪的实时性。而且在跟踪过程中，星空背景下可能存在类似运动星点的干扰目标，这些干扰目标在运动轨迹与形态上与卫星难以分别，而且大气扰动、观察基座的不规则晃动使得这些干扰目标也在一定程度上有着“运动”的假象，在目标跟踪时，会生成许多干扰目标，影响卫星跟踪效果。所以，如何确保实时性和排除干扰目标，成为亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于路径连贯性函数的星空背景下的目标跟踪方法和装置。解决了现有技术中对星空背景的目标跟踪不准确的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于路径连贯性函数的星空背景下的目标跟踪方法，包括以下步骤：

接收待处理图像；

采用中值滤波法对所述待处理图像进行预处理，去除噪声干扰；

对经过所述中值滤波法预处理后的所述待处理图像，通过混合高斯模型建立背景帧；

根据所有背景帧中的相邻的两帧背景帧，采用帧间差分算法去除背景，获取所述待处理图像中的所有动目标；

通过形态学开运算获取所有所述动目标的轮廓数据；其中，所有所述动目标的轮廓数据包括所有所述动目标的轮廓上的每一个像素点的坐标以及每一个像素点所对应的灰度值；

对于所有所述动目标，将所有所述动目标的轮廓数据输入无迹卡尔曼滤波模型，计算所有所述动目标的状态方程、协方差方程和滤波增益，获取所述动目标的运动轨迹，得到疑似目标，所述疑似目标为所述动目标的运动轨迹上的目标点；

计算所述疑似目标的路径连贯性函数值，当所述路径连贯性函数值大于预设的第一阈值时，判定所述疑似目标为虚假目标；当所述路径连贯性函数值小于等于所述预设的第一阈值时，判定所述疑似目标为待定目标；

通过预设的偏差函数模型计算所述待定目标的偏差函数，当所述待定目标的偏差函数值大于预设的第二阈值时，判定所述待定目标为虚假目标；当所述待定目标的偏差函数值小于等于所述预设的第二阈值时，判定所述待定目标为真实目标。

进一步的：

采用中值滤波法对所述待处理图像进行预处理，去除噪声干扰进一步为：采用7*7的模板对所述待处理图像进行中值滤波，并在所述待处理图像的边界处延展预设宽度，获得去噪后的待处理图像。

进一步的：