一种复杂背景下红外图像序列中运动目标的检测方法

摘要

一种复杂背景下红外图像序列中运动目标的检测方法，属于数字图像处理技术领域。首先分别计算红外图像序列中上一帧和当前帧、以及当前帧和下一帧的差分图像；接着从两幅差分图像中各自提取变化检测模板；然后对两幅变化检测模板进行并运算(取交集)，得到运动目标模板；最后对运动目标模板做连通区域标记，得到运动目标。其中，提取变化检测模板具体包括：采取从直方图两端向中间迭代的方式估计差分图像噪声参数(包括均值和方差)的方法提取初始变化检测模板；采取小结构单元进行腐蚀、膨胀后相与，大结构单元进行闭运算的形态学处理方式。本发明具有目标分割准确完整、实时性好和鲁棒性强等特点，在侦察、火制和制导等军事领域，以及导航和智能交通等民用领域有着广阔的应用前景。

主权项

1、一种复杂背景下红外图像序列中运动目标的检测方法，其特征在于，包含下列步骤：步骤一、计算红外图像序列中上一帧和当前帧的差分图像；步骤二、利用步骤一得到的差分图像提取变化检测模板，具体步骤包括以下3个分步骤：第1步：提取初始变化检测模板，具体方法如下：(1)、计算差分图像直方图h(n)，其中，n为灰度级，h(n)为图像中灰度级为n的像素个数；(2)、由h(n)计算差分图像均值μ0和标准差σ0作为初始值；(3)、由当前估计值μi和σi，计算h(μi-3σi，μi+3σi)区间内像素的均值μi+1和标准差σi+1；(4)、如σi+1/σi＞＝T，则迭代终止，其中，T为阈值，且0＜T≤1，选取μi+1和σi+1作为最佳估计值；否则返回(3)；(5)提取初始变化检测模板：CDM(x，y)＝{λ|if(d(x，y)＜μ-3σor d(x，y)＞μ+3σ)，λ＝1，elseλ＝0}，其中，d(x，y)为差分图像，x，y分别为象素点的横坐标和纵坐标；第2步：对第1步得到的初始变化检测模板做以下顺序的形态学处理：(1)、以3×3十字的结构单元进行腐蚀运算；(2)、以半径为3的圆的结构单元进行膨胀运算后和初始变化检测模板相与；(3)、以半径为5的圆的结构单元进行闭运算；第3步：对第2步处理后的变化检测模板进行行列扫描修复：首先做连通区域标记，以区分不同的目标，然后分别进行行列扫描，同一行(列)中同一目标(连通区域)两点中间的背景点置为目标点；步骤三、计算当前帧和下一帧的差分图像；步骤四、利用步骤三得到的差分图像提取变化检测模板，方法同步骤二；步骤五、对步骤二和步骤四得到的两幅变化检测模板做并运算，得到运动目标模板；步骤六、对步骤五得到的运动目标模板做连通区域标记，大于一定面积的连通区域视为运动目标；通过上述步骤便可以分割出运动目标。