[发明专利]用于红外图像序列的背景运动估计方法、装置及存储介质

权利要求书

1.一种用于红外图像序列的背景运动估计方法，其特征在于，所述方法包括：

获取相机在所处场景中的运动特性；

根据所述运动特性估算所述相机拍摄的所述红外图像序列的相邻两帧图像中相机视场可能发生的最大位移量；

利用所述最大位移量确定所述相邻两帧图像的待匹配区域，所述待匹配区域为所述相邻两帧图像中的相同背景区域；

将所述待匹配区域划分为T个形状及尺寸相同的子区域，用随机方法在所述待匹配区域的T个子区域中生成M组子窗口集合，其中，每一组子窗口集合均由K个形状相同的子窗口组成，所述T、K、M均为正整数，且K大于T；每一个子窗口完整地位于一个子区域中且每个子区域至少含有一个子窗口；

根据所述M组子窗口集合，用基于互信息的图像匹配方法计算出相邻两帧图像的M个背景运动位移量；

根据所述相邻两帧图像的M个背景运动位移量，用势函数投票法确定图像序列中相邻两帧图像之间最终的背景运动位移量。

2.根据权利要求1所述的用于红外图像序列的背景运动估计方法，其特征在于，所述子区域形状为带状或矩形，所述子窗口形状为带状或矩形。

3.根据权利要求2所述的用于红外图像序列的背景运动估计方法，其特征在于，所述用随机方法在所述待匹配区域的T个子区域中生成M组子窗口集合包括：

获取每个子区域的参数，所述子区域的参数包括所述子区域左上角的点坐标以及所述子区域的高度及宽度值；所述子区域左上角的点坐标是基于以所述待匹配区域左上角为原点，向下方向为x轴，向右方向为y轴建立的二维直角坐标系确定的；

获取每个子窗口集合中子窗口的高度及宽度值；

根据每个子窗口的高度及宽度值以及所述子窗口所处子区域的参数使用随机生成公式计算得到每个子窗口的左上角坐标；

根据每个子窗口的左上角坐标及子窗口的高度及宽度值得到所述M组子窗口集合。

4.根据权利要求3所述的用于红外图像序列的背景运动估计方法，其特征在于，所述随机生成公式表示为：

xmk＝Round(xt+Uniform(0,1)*(Hx-hx))

ymk＝Round(yt+Uniform(0,1)*(Hy-hy))

式中xmk为第m组子窗口集合中第k个子窗口在x轴上的坐标，ymk为第m组子窗口集合中第k个子窗口在y轴上的坐标，Uniform(0,1)是随机生成区间[0,1]中均匀分布随机数的函数，Round(.)是取整函数，xt为第t个子区域的左上角在x轴方向的坐标，yt为第t个子区域的左上角在y轴方向的坐标，Hx为子区域的高度值，Hy为子区域的宽度值，hx为子窗口的高度值，hy为子窗口的宽度值。

5.根据权利要求1所述的用于红外图像序列的背景运动估计方法，其特征在于，所述根据所述M组子窗口集合，用基于互信息的图像匹配方法计算出相邻两帧图像的M个背景运动位移量，包括以下步骤：

S1：获取所述相邻两帧图像在已建立的二维直角坐标系的x轴与y轴方向上位移量的矩形邻域；

S2：提取指定子窗口集合中所有子窗口在所述相邻两帧图像中前一帧图像上覆盖的图像块，将所述图像块按预设顺序连接生成第一图像；

S3：随机取所述位移量的矩形邻域中的一位移量，按照所述位移量移动所述指定子窗口集合，得到移动后的子窗口集合；

S4：提取所述移动后的子窗口集合中所有子窗口在所述相邻两帧图像中后一帧图像上覆盖的图像块，将提取的图像块按所述预设顺序连接生成第二图像；

S5：计算所述第一图像和所述第二图像的互信息；

S6：按步骤S2至S5计算所述指定子窗口集合在所述位移量的矩形邻域内所有位移量对应的互信息，取互信息最大时对应的位移量为所述指定子窗口集合对应的背景运动位移量；

S7：按步骤S2至S6计算所有子窗口集合对应的背景运动位移量，得到所述相邻两帧图像的M个背景运动位移量。