【摘 要】
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双光或三光系统在民用安防监控、机载吊舱等场景有广泛的应用,对运动目标进行监控与跟踪。但目前目标跟踪的研究大都是单光跟踪,缺乏大小视场双光跟踪的研究。本文针对双光跟踪视场变焦引入的图像模糊、尺度快速变化跟丢问题开展了算法研究和实验验证。由于可见光和红外能够捕获互补的信息,且成像便捷,选取这两种图像进行大视场引导跟踪、小视场精确详察的融合跟踪。本文提出了一种新的复合跟踪算法,对擅长解决不确定性问题的D
【机 构】
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中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心)
【出 处】
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中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心)
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双光或三光系统在民用安防监控、机载吊舱等场景有广泛的应用,对运动目标进行监控与跟踪。但目前目标跟踪的研究大都是单光跟踪,缺乏大小视场双光跟踪的研究。本文针对双光跟踪视场变焦引入的图像模糊、尺度快速变化跟丢问题开展了算法研究和实验验证。由于可见光和红外能够捕获互补的信息,且成像便捷,选取这两种图像进行大视场引导跟踪、小视场精确详察的融合跟踪。本文提出了一种新的复合跟踪算法,对擅长解决不确定性问题的Dempster-Shafer（DS）理论进行二维拓展,对双光跟踪响应图进行融合,综合判断目标出现的位置。通过DS融合的稀疏化处理,减少了计算量,提高了融合速率。相机变焦会带来双光视场不匹配问题,尤其是快速变焦带来图像尺度快速变化问题,对跟踪造成较大影响。通过空间坐标标定,统一双光尺度,引入尺度池自适应调整跟踪框大小,可以有效避免尺度快速变化导致的跟丢问题。针对变焦导致的图像模糊问题,分别检测可见光和红外图像目标的能量梯度（Energy of Gradient,EOG）,在融合中引入模糊度信息,对DS融合进行模糊度修正。提出了EOG-DS复合跟踪算法,使其对模糊图像有更强的适应性。通过对变焦模糊图像的理论分析,模拟了八个变焦模糊视频对,进行实验验证。实验结果表明,提出的EOG-DS融合跟踪算法实现了大小视场的复合跟踪,一定程度上避免了在变焦模糊视频上跟丢,解决了变焦引入的尺度快速变化和图像模糊问题,跟踪精确率与成功率均有明显提升,精确率达到了83.3%,成功率达到了41.0%,跟踪速率也达到了26.87FPS,满足实时性要求,为工程应用提供了可行方案。
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