[发明专利]一种基于连通域标记的目标检测跟踪方法

说明书

本发明所述的基于连通域标记的目标检测跟踪方法，通过连通域标记快速计算出图像中目标的中心像素坐标，在连续拍摄得到目标中心像素坐标序列，从而完成快速检测与跟踪。包括以下步骤：步骤1、对图像进行按行快速扫描，以生成线连通域列表；步骤2、计算出最优分割阈值；步骤3、找出图像中目标的中心、确定该目标中心的坐标数据；步骤4、循环执行步骤1至步骤3，生成多帧连续图像的目标中心坐标序列，该目标中心坐标序列即为跟踪目标的运动轨迹。

技术领域

本发明涉及一种应用于空间连续运动目标实时跟踪的快速检测方法，属于计算机及其应用技术领域。

背景技术

目前在空间目标跟踪或弹载成像末制导系统中，通常采取图像快速识别技术以用于目标检测、分割与连通域标记等处理过程。但是现有技术在实时采集图像序列 时因其中包含的数据量较为庞杂，因而采用现有传统运算方法进行连通域标记所需 耗时较长、直接导致严重地影响后续目标跟踪、识别等任务的实时性与结果的准确 性。

上述问题的解决有赖于通过硬件加速完成目标连通域的快速标记，目前常用的加速硬件主要包括FPGA、GPU、DSP和CPU等，针对大多快速连通域标记算法在星载 及弹载处理系统下表现不佳，无法真正满足实时性与准确性等系统处理要求。

有鉴于此，特提出本专利申请。

发明内容

本申请所述基于连通域标记的目标检测跟踪方法，在于解决上述现有技术存在的问题而提出一种提高跟踪目标时效性和计算平台通用性的基于连通域标记的快速 检测方法，以期通过连通域标记快速计算出图像中目标的中心像素坐标，在连续拍 摄得到目标中心像素坐标序列后完成快速检测与跟踪。

为实现上述设计目的，所述基于连通域标记的目标检测跟踪方法，主要包括以 下步骤：

步骤1、对图像进行按行快速扫描，以生成线连通域列表；

步骤2、计算出最优分割阈值，作为下一帧图像二值化分割依据；

步骤3、通过线连通域找到团连通域，计算团连通域的中心，即为目标中心的坐 标数据；

步骤4、循环执行步骤1至步骤3，对记录每帧图像的目标中心坐标数据以生成 坐标序列，则该目标中心坐标序列即为跟踪目标的运动轨迹。

基于上述设计构思，本申请提出的基于连通域标记的目标检测跟踪方法，仅需 扫描一次图像，便可快速检测图像中的目标并计算目标的中心位置，从而缩短运算 时间，提高检测跟踪的实时性，对解决系统的实时性问题具有重要意义。

进一步地，在所述的步骤1中，对图像进行按行快速扫描，以生成线连通域列 表；扫描过程中，记录每个像素值出现的个数和所占比例；搜索像素值大于分割阈 值的连续像素，并记录其所在的行号、起始列、终止列、连续像素数目；输入的图 像为灰度图像，若是彩色图像则预先进行灰度化处理。

进一步地，所述的步骤2，采用最大类间方差法计算最优分割阈值；该图像计算 出的最优分割阈值作为下一帧图像二值化分割的依据。

进一步地，所述的步骤3，搜索步骤1中生成连通域列表中最长的线连通域，采 用四邻域方法向上、向下搜索与该线连通域连接的线连通域以找出最大的团连通域； 确定最大团连通域的中心即为被跟踪目标的中心，同时生成目标中心的坐标数据。

进一步地，所述的步骤4，计算每个团连通域中心的过程是：

(1)统计团连通域内所有像素数目；

(2)对连通域内所有像素，将其行标志累加，除以像素数目，作为几何中心行位置；

(3)对连通域内所有像素，将其列标志累加，除以像素数目，作为几何中心列位置；