[发明专利]一种基于特征匹配的红外人体目标检测跟踪方法

说明书

本发明属于红外成像的目标检测与跟踪技术领域，具体涉及一种基于特征匹配的红外人体目标检测跟踪方法。对红外图像进行对比度增强和背景抑制，把红外人体目标与相关性的背景分离；对红外图像进行高通滤波，分离出淹没在背景中的红外人体目标；对于灰度直方图不是双峰分布的红外图像，采用分区域进行聚类分析，再根据聚类后的各类别聚类中心的分布寻找适当的分割阈值把目标分离出来；对红外图像采用开运算去噪处理，除去孤立高亮度噪声点；对红外图像进行邻接四邻或八邻域标注，在各个标注区域内采用基于区域特征的方法判断是否包含人体目标；采用比较人体区域与形状模板间亮度关系来进行检测。本发明能快速的完成红外人体目标的准确跟踪。

技术领域

本发明属于红外成像的目标检测与跟踪技术领域，具体涉及一种基于特征匹配的红外人体目标检测跟踪方法。

背景技术

红外成像的基本原理是使用红外探测器将红外热辐射图像转化为电图像，然后电图像经过处理后输出到显示设备，由显示设备转化为光像后显示。随着红外成像设备的价格不断降低以及科学技术的不断进步，红外成像条件下的目标检测与跟踪愈发引起研究人员的关注，尤其是基于红外成像人体目标检测与跟踪已成为近年来视觉智能领域的热点。

目前，基于红外的人体检测与跟踪有很大的挑战性。首先，人体具有运动随机性，姿势形状多变性以及多个人体目标间的遮挡性，有的时候还会出现图像破碎目标粘连等多种情况都会给人体检测与跟踪带来困难。其次，红外图像本身的一些固有缺陷也会给人体检测与跟踪增加了难度，主要表现在：(1)受红外器件的发展水平限制，目前的红外成像质量还不够理想，存在噪声大、对比度低、空间分辨率差等缺点。(2)由于红外图像中目标纹理信息较少且存在光晕效应使得红外图像中的人体目标检测不能利用可见光领域的一些特征对人体进行定位且容易受到周围非目标光源的干扰。(3)红外图像中目标的亮度除受到本身的温度影响外，还与目标的一些表面特性例如透射率、发射率、反射率等有关。同时目标表面的朝向以及辐射波长也会对其亮度形成影响。这一系列的问题都给红外图像中的人体目标检测与跟踪构成了一定困难。

近年来，国内外众多学者积极开展人体目标监测和跟踪技术研究，也提出了一些可行的算法，但仍不具备稳健准确且高性能，不能完全实现从一般场景中进行人体目标监测跟踪的自动性和鲁棒性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于特征匹配的红外人体目标检测跟踪方法，以满足上述需求。

为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种基于特征匹配的红外人体目标检测跟踪方法，包括以下步骤：

步骤一：对红外图像进行对比度增强；

步骤二：对单帧红外图像进行背景抑制，把红外人体目标与具有相关性的背景加以分离；

步骤三：在空域和频域中对红外图像进行高通滤波，来分离出淹没在复杂背景中的红外人体目标；

步骤四：对于灰度直方图不是双峰分布的红外图像，采用分区域进行聚类分析，再根据聚类后的各类别聚类中心的分布寻找适当的分割阈值把目标分离出来；

步骤五：对红外图像采用开运算去噪处理，除去面积小于5个像素的孤立高亮度噪声点；

步骤六：对红外图像进行邻接四邻域标注或邻接八邻域标注，在各个标注区域内采用基于区域特征的方法来判断是否包含人体目标；

步骤七：在人体区域确定后，采用比较人体区域与形状模板间亮度关系来进行检测。