基于轨迹编目模型的空间点目标天基探测方法

摘要

本发明公开了一种基于轨迹编目模型的空间点目标天基探测方法，本发明对经过预处理的图像进行阈值分割和连通域计算，并对每个连通域进行轨迹编目，根据每个轨迹的运动特征和判断概率来识别并跟踪目标。本发明适用于大视场可见光空间点目标天基探测，可以扩大搜索范围，实现尽早探测、尽快预警。可以同时探测多个不同运动方式的目标，并对多个目标进行识别和跟踪。本发明对于探测空间点目标可以实现快速探测识别和稳定跟踪。

主权项

一种基于轨迹编目模型的空间点目标天基探测方法，其特征在于包括以下步骤：1)首先，对采集到的实时图像数据进行坏点剔除、畸变校正和图像滤波预处理；2)接着，对经过预处理的图像数据进行自适应阈值的确定，阈值D计算公式为：D＝a×(M+2)其中，M为整幅图像灰度均值，a常数，选取范围在1.8～2.4之间；3)对采集到的图像进行阈值分割，阈值分割公式为： if f ( x , y ) ≥ D , f ( x , y ) = f ( x , y ) if f ( x , y ) < D , f ( x , y ) = 0 其中，f(x，y)为图像坐标(x，y)处的灰度值；4)对经过阈值分割的图像进行连通域计算，计算连通域的方法如下：(1)从像元(1，1)开始，按照自上而下、从左到右的顺序逐行处理每一个像元，如果f(x，y)≥D，则执行步骤(2)，否则执行步骤(3)；(2)在已经处理的相邻4个像元(x‑1，y‑1)、(x‑1，y)、(x‑1，y+1)和(x，y‑1)中，统计不同连通域编号的个数，如果不同连通域编号的个数为0，待处理的像元(x，y)属于新的连通域，在已经编号的连通域中取最大值并且加1赋予像元(x，y)新的连通域编号；如果不同连通域编号的个数为1，则待处理的像元(x，y)和一个已知连通域连通，将此连通域的编号赋予像元(x，y)；如果不同连通域编号的个数为2，则待处理的像元(x，y)和两个已知连通域连通，将两个连通域中较小的编号赋予像元(x，y)，并用较小的编号替代较大编号的连通域；(3)如果全部像元处理完毕，执行步骤(4)，否则，像元指针加1，执行步骤(2)；(4)在不更改原有排列顺序的前提下，按照编号不间断的原则更新连通域的编号；5)计算每个连通域的质心，质心坐标xc，yc计算公式为： x c = Σx · f ( x , y ) Σf ( x , y ) y c = Σy · f ( x , y ) Σf ( x , y ) 其中，f(x，y)为坐标(x，y)处图像像元的灰度值；6)对经过处理的图像进行轨迹编目，轨迹编目的方法如下：(1)在以连通域质心为中心，阈值为半径的范围内进行轨迹编目检索；(2)如果有且只有一条轨迹，并且该轨迹没有被填充，则该连通域质心加入该轨迹；(3)如果一条轨迹也没有，则开辟一条新的轨迹；(4)如果存在一条轨迹，但是该轨迹已被填充，则需要判断新点和旧点哪一个更适合该轨迹，更适合的点加入该轨迹，被抛弃的点重新进行轨迹编目；(5)对所有的连通域进行遍历；7)利用轨迹编目进行目标识别，具体识别方法如下：(1)在所有轨迹中统计灰度变化，如果灰度变化超过阈值，则此轨迹编目被判为目标的概率加1；(2)在所有轨迹中统计速度变化，首先统计出大众速度，如果轨迹的速度与大众速度差值超过阈值，则此轨迹编目被判为目标的概率加1；(3)在所有轨迹中统计尺寸变化，如果尺寸变化超过阈值，则此轨迹编目被判为目标的概率加1；(4)最后，依据统计的概率来判断是否为目标，如果在整个轨迹编目中，被连续判为目标的数目大于整个轨迹编目的数目的一半，即被判为目标。