红外目标图像的复合特征跟踪算法

红外目标图像跟踪系统中应用单一特征跟踪算法,易造成跟踪点漂移和目标丢失。提出目标图像的复合特征跟踪算法,综合利用目标图像的灰度特征和点特征,联合灰度特征的易用性和点特征的空间不变性,分别克服单一特征易受光照、噪声干扰,以及实时性较差等方面的不足。提出了复合特征联合匹配的算法流程和权值分配策略,通过仿真试验对比三种方法的目标跟踪性能,证明了该算法的有效性。     

基于粒子滤波的目标图像多特征融合跟踪方法

研究了序列图像中红外弱小目标的检测跟踪问题.基于多特征融合的小目标检测算法具有较好的检测性能和适应性,而粒子滤波则是一种处理非线性和非高斯动态系统状态估计的有效方法.结合两种算法的优点,提出了一种基于粒子滤波的目标图像多特征融合跟踪方法.从红外序列图像中提取了局部灰度均值对比度、局部梯度均值对比度、局部熵和灰度分布四个典型特征,根据各个特征对弱小目标检测的贡献,自适应地进行特征融合.在粒子滤波的框架下,将融合后的特征信息转化为粒子的权值,对红外弱小目标进行跟踪.仿真试验表明,该算法有着良好的检测与跟踪性能.     

多特征提取的红外和可见光目标跟踪方法

针对复杂背景下采用单一图像特征跟踪稳定性差的问题,提出了一种基于多个特征提取的红外和可见光图像目标跟踪方法.该方法提取红外图像的灰度特征和可见光图像的颜色、纹理特征,给出了采用核函数量化的直方图描述的多特征目标模型,结合均值漂移跟踪框架,给出了一种根据相似性度量进行自适应融合定位目标的方法,并给出了一种选择性的目标模板...     

一种基于粒子滤波的改进红外目标跟踪算法

针对传统红外目标粒子滤波跟踪中仅利用目标灰度信息可能导致目标分辨能力不高的问题,构建了基于位置和灰度的联合时空灰度模型,提出了一种基于联合时空直方图的粒子滤波目标跟踪算法,实验表明:在复杂背景下,该算法能够实现对红外目标稳健的跟踪。     

红外成像制导末端局部图像识别跟踪研究

针对红外成像制导末端目标图像充满导引头视场影响目标识别跟踪的问题,提出一种红外成像制导末端局部图像识别跟踪的方法。分析了红外成像制导原理;选取了高亮区比例、灰度标准偏差、长宽比、紧凑度和复杂度等5个特征量作为特征提取和目标识别的依据,提出适合导弹的目标快速识别算法;通过计算红外成像制导末端目标图像,在导引头焦平面上的投影面积的变化情况,分析了弹目距离与相对速度对目标图像变化情况的影响,研究了形心跟踪到局部图像跟踪的转换时机。综合考虑了可靠性和实时性要求,选取飞机机头作为局部图形跟踪的跟踪点;搭建红外成像制导仿真场景,对所提出的方法进行仿真分析。仿真结果表明：该方法能够有效地识别图像中的目标,减小红外成像导引头跟踪盲区,实现红外成像制导末端的平稳跟踪。     

一种基于特征匹配的目标识别跟踪方法

针对复杂背景下的动态目标跟踪问题,提出了一种基于边缘检测,综合多图像特征与伺服机构位置信息进行匹配的目标识别跟踪方法。利用SUSAN算法检测边缘,提取出单帧图像中的可疑目标,依次选用灰度、目标几何、伺服机构位置信息和边界不变矩信息匹配,完成目标的识别。采用kalman预测滤波对脱靶量滞后时间进行补偿,选用目标空间位置进行多步预测,引导伺服机构跟踪。外场实验表明,该方法能有效她匹配识别出目标,并保持连续稳定的跟踪。     

基于距离信息的Mean-Shift跟踪算法

针对图像制导目标跟踪系统在跟踪过程中,成像视角和距离的变化带来的跟踪漂移问题,提出了利用距离信息动态更改Mean-Shift算法跟踪窗口尺度的算法。依据初始跟踪时选定的目标模板,建立目标的灰度特征模型,确定初始跟踪窗口尺度;在跟踪过程中依据距离信息来动态更新跟踪窗口尺度,保证在跟踪系统逐渐接近目标的过程中跟踪窗口能够完全包括或者绝大部分包含目标;在每一帧跟踪收敛后利用Bhattacharyya相关系数对目标模板进行非线性更新。以Vega产生的模拟飞行视频数据进行了算法仿真,结果表明：该算法能够适应目标不断膨胀的情况,在很大程度上降低跟踪漂移。     

图像配准方法及其在目标跟踪中的应用

给出了一种基于点特征的图像配准方法,可以用于复杂背景下任意角度旋转的图像之间的配准。图像配准算法分为四个步骤:用Forstner算子分别提取参考图像与待配准图像的特征点;使用旋转不变特征向量获取特征点之间的初始匹配关系;使用投票算法剔除误匹配点对,获取正确配对的同名点对;用最小二乘方法由正确配对的同名点对获取图像之间的配准参数。给出了基于点特征的图像配准方法在目标跟踪中的应用方法,并进行了仿真实验,结果证明该图像配准算法可以对复杂背景下弱对比度静止目标进行精确跟踪,而且算法具有很好的通用性。     

海天背景下红外舰船目标实时跟踪算法研究

针对海天背景下的红外舰船图像对比度低、船载摄像机上下抖动剧烈的特点,文中提出了均值移位(mean-shift)和海天线检测相结合的红外目标实时跟踪算法.首先通过水平投影方法提取每帧图像的海天线,然后由相邻帧海天线的高度差设定每帧图像跟踪起始点,将目标的灰度和梯度信息进行加权来描述目标特征,利用mean-shift算法进行目标跟踪.实验结果表明,文中算法能够准确跟踪上下运动剧烈的红外舰船目标,跟踪速度达到12 fps.     

Curvelet变换在低对比度目标识别中的应用

低对比度目标因其灰度对比度低、边缘模糊等缺点,使得联合变换相关器无法将其从混杂的背景图像中辨别出来,达到成功识别的目的。针对这一问题,采用了基于Curvelet变换的图像增强算法对目标联合图像进行处理。作为超小波分析范畴的Curvelet变换,因具有极强的方向性,成为比小波变换更适合分析和理解图像特征的多分辨率分析工具。文中采用不同的方法分别调整了Curvelet变换后的高、低频系数,增强了目标的灰度对比度和边缘信息。以低对比度坦克图像为例,增强后的目标对比度由原来的4.16%提高至29.37%. 计算机模拟和光学相关实验结果均表明,增强后的联合图像获得了明亮的相关点对,成功实现了低对比度坦克的自动识别。     

基于多特征融合与粒子滤波的红外弱小目标跟踪方法

研究低信噪比复杂背景下的红外弱小目标检测和跟踪问题.基于多特征融合的小目标检测算法具有较好的检测性能和适应性,而粒子滤波则是一种处理非线性和非高斯动态系统状态估计的有效方法.结合两种算法的优点,提出了一种基于多特征融合与粒子滤波的红外弱小目标跟踪方法.仿真试验表明,与单特征跟踪算法相比,该算法对复杂背景下的红外弱小目标具有更好的跟踪与检测性能.     

基于冗余字典的多特征压缩感知目标跟踪算法

针对多特征压缩感知算法中,要求信号稀疏表示的基是一个正交矩阵的问题,提出了提取红外与可见光的多特征目标构造冗余字典子空间下的稀疏表示,分析了压缩感知算法中感知矩阵的选择和稀疏信号的重构。根据对信号稀疏表示的重构,提出粒子滤波框架下基于冗余字典的多特征压缩感知跟踪方法,能够自动检测复杂场景中出现的动态目标。实验结果表明,与其他经典算法相比,该算法在光照变化、相似外形的干扰目标遮挡等复杂场景中具有更好的鲁棒性及实时性。     

红外成象型空空导弹目标识别与跟踪算法研究

根据红外成象制导型空空导弹图象传感器在目标识别与跟踪过程中获得的图象序列的特点。提出了一种基于红外图像序列的弹道终端红外图象跟踪时的跟踪算法．实现了目标特征点的自动识别与跟踪。文中以最大距离法对目标图象进行分割．以机头部位为局部图象跟踪时的跟踪部位，分析了导引头投影成象模型以及弹目距离、相对速度对目标图象变化情况的影响．研究了中段形心跟踪模式与末端局部图象跟踪模式的转换时机．定义了确定目标充满视场程度以及阻塞视场与否的两个判据。最后，以实测的飞机红外图象对文中提出的算法进行了仿真，结果表明本文的算法是可行和有效的。     

基于特征贡献度的Mean Shift 目标跟踪

为有效提高Mean Shift算法的模板匹配精确度,采用基于特征贡献度的Mean Shift目标跟踪方法,对不同贡献度的特征向量赋予不同的权重,以彰显目标特征、抑制背景因素.分别介绍传统Mean Shift目标跟踪算法和基于特征贡献度的Mean Shift算法,并针对多组视频进行实验验证与分析.结果表明:改进后的Mean Shift算法不仅能提高跟踪精度、提升系统的鲁棒性,而且对640 pixel×480 pixel大小的视频处理平均帧速度为22 frames/s,满足实时跟踪要求.     

基于加权相关的图像匹配跟踪算法的研究

针对电视制导炸弹中弹目相对运动变化而导致的目标尺度变化、几何形变以及随机因素造成的暂短丢帧现象,文中对相关测度函数进行了基于弹-目距离的中心加权修正,提出了相应的模板更新与修正策略、基于线性预测的目标位置的预测方法、跟踪点的定位方法等,在此基础上,实现了基于加权相关的图像匹配跟踪算法.文中算法获取的跟踪点稳定,有效地解决了常规相关匹配算法跟踪点漂移、速度慢、实时性差的问题.实验结果表明,该方法在复杂背景以及目标尺度发生变化时均能获得良好的跟踪效果.     

基于多特征核协同表示的SAR 目标识别

为利用合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)目标不同特征数据间的相关性与互补性,提出一种基 于多特征的Tikhonov 正则化核函数协同表示(multi-feature kernel collaborative representation- based classification with tikhonov regularization,MFKCRT)算法。采用美国运动和静止目标获取与识别(moving and stationary target acquisition and recognition,MSTAR)计划公开发布的SAR 图像数据库进行实验,实现核函数变换空间上的多特征融合协同表示 识别。实验结果表明：该算法相较于基本的协同表示,具有更优的可靠性与鲁棒性。     

终端红外图像制导信息处理技术研究

弹道终端目标图像充满视场时的跟踪点选择和继续跟踪能力是第四代先进空空导弹必须具备的性能.文中分析了弹道终端导引头图像跟踪过程,建立了图像探测器投影成像模型,研究了红外成像制导型空空导弹弹道终端目标图像的变化规律、弹目距离和相对速度对目标图像变化情况的影响及中段形心跟踪模式与末端局部图像跟踪模式的转换时机,提出了一种有利于减小成像导引头跟踪盲区、提高起爆控制精度的局部图像跟踪算法,该算法通过对机头部位的识别来确定局部图像跟踪点,并估算目标易损部位,从而为实现最优起爆控制奠定了基础.最后,对文中提出的算法用实际红外图像进行了仿真,其结果表明该算法是可行和有效的.