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专利号: 2020100999124
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于子空间投影的复杂场景运动小目标检测前跟踪方法,其特征在于,该方法具体包括如下:首先对三维时空的图像序列进行子空间的二维平面投影,根据运动轨迹与一般杂波轨迹的在二维投影平面上的形态学差异,排除大部分无规律性杂波点;接着对滤波后的候选轨迹区域进行局部区域的三维时空航迹回溯,筛选有效候选点迹并计算有效点迹的中心点;最后针对候选运动中的有效运动点迹,计算航迹连续性及规律性,删除干扰点迹,提取有效的目标运动轨迹;

步骤(1)、对原始图像序列进行前景后景检测

1.1利用Vibe方法实现连续图像序列的前景后景的分离,Vibe方法即视觉背景提取;

连续的图像序列经过Vibe方法处理后,得到前景后景分离的二值图像;

1.2对前景后景分离结果滤波;

通过图像序列的Vibe结果对比计算,将前景点中的噪声归纳至后景;

步骤(2)、子空间投影的计算

2.1截取前景结果的三维时空序列片段,映射为二维空间平面;

其中p(x,y)表示投影图中(x,y)位置的像素值,f(x,y,t)表示截取的图像序列中第t张图像中(x,y)位置的像素值;

2.2对投影的二维空间平面图像进行形态学处理,实现对小目标运动轨迹的平面扩展;

2.3计算联通区域尺寸,排除无效的杂波干扰,得到运动轨迹的投影区域;

其中w表示目标的宽度,v表示目标的运动速度,t'表示三维时空序列中的时间长度,L表示联通区域的对角线长度;

步骤(3)、局部三维时空航迹回溯;

3.1利用二维空间投影平面的有效联通区域进行对当前帧滤波;

3.2计算三维时空序列中当前帧图片的有效运动目标中心点位置;

Xc=mean(Xf)

其中Xc表示当前帧图像中有效运动目标的中心点位置,mean(Xf)表示当前帧图像中运动目标所在联通区域的位置均值;

3.3针对时空序列中的有效运动的中心点位置进行计算,重建三维时空序列中的运动点迹;

步骤(4)、有效航迹检测

4.1、航迹中有效运动目标点迹占比;

设定时空序列中目标有效运动点迹的占比阈值,当大于阈值,初步删选出时空序列中的有效航迹;

4.2、计算航迹中的帧间相对位移;

其中Sk表示运动目标的当前帧的相对距离,(Xk,Yk)表示当前运动目标在当前帧的中心点坐标,(Xk‑1,Yk‑1)表示当前运动目标在上一帧的中心点坐标;

依据物体实际运动规律,短时间隔内近似直线运动,当前帧的航迹运动方向和距离应保持整体运动趋势整体一致,对4.1的初步删选结果进一步删选;

4.3、计算航迹中的短时累计位移

当前时空序列的每帧图像中运动目标位移的累计;

其中S表示运动目标的综合位移;

设定综合位移阈值,当综合位移大于设定阈值时,对4.2的删选结果进一步删选,排除无效的运动点迹,得到了有效运动点迹集合;

步骤(5)对有效运动点迹集合进行聚类,根据聚类结果得到连续的有效运动轨迹。