[发明专利]一种基于循环确认机制的抗遮挡红外小目标跟踪方法

说明书

本发明公开了一种基于循环确认机制的抗遮挡红外小目标跟踪方法，提出了检测与跟踪循环交替进行的方法，在跟踪状态下出现目标被遮挡导致丢失时自动实现重新初始化并进行检测和跟踪，从而增强系统的抗遮挡性，实现对目标的稳定跟踪。

技术领域

本发明属于红外目标探测技术领域，具体涉及一种基于循环确认机制的抗遮挡红外小目标跟踪方法。

背景技术

由于距离远，目标成像面积小、对比度低、无纹理特征、形状变化不定，尤其是在复杂背景条件下，如低空背景中的云层等，与目标交叠在一起时，使得红外小目标的跟踪变得更加困难。这时一般都要通过多帧红外图像，利用序列的时间和空间信息，依据目标运动的连续性和轨迹的一致性来实施目标检测任务。根据所利用的空间信息和时间信息的先后顺序，又可将小目标跟踪分为先检测后跟踪(DBT)算法和先跟踪后检测(TBD)算法两大类。

(1)先检测后跟踪(DBT)算法

先检测后跟踪(DBT)类小目标检测算法一般先对各帧图像进行预处理，然后对每帧图像设置固定门限或自适应门限，将超过检测门限的像素传递给跟踪系统，跟踪器将每一次量测与轨迹进行相关，实现目标轨迹的确认，最终检测出目标轨迹。这类算法的基本思想是先单帧检测再多帧确认，特点是先利用空间信息，再利用时间信息进行目标跟踪。该算法的不足之处是虚警概率高，检测跟踪概率低，抗干扰能力差，不太适用于低信杂比的小目标。

(2)先跟踪后检测(TBD)算法

先跟踪后检测算法是根据目标的运动特征来进行目标检测的：“先跟踪”是指先根据小目标运动的速度和方向等运动特性，预测和求取所有可能的目标运动轨迹；“后跟踪”是指根据目标的短时灰度特性、目标像素大小和目标能量变化特性来求取各条轨迹的后验概率，此类方法对图像系列中所有可能的目标轨迹进行跟踪，最初并不对这些轨迹是否是真正的目标做出判决，二是对每条跟踪轨迹计算其后验概率函数，如果某条轨迹的后验概率大于某个门限，就认为该轨迹对应于一个真实的运动小目标。此算法的缺陷在于需要多帧检测跟踪，算法复杂，计算量大，存储量大，实时性差，产生延迟，硬件实现较难。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于循环确认机制的抗遮挡红外小目标跟踪方法，可以增强系统的抗遮挡性，实现对目标的稳定跟踪。

本发明的一种基于循环确认机制的抗遮挡红外小目标跟踪方法，包括如下步骤：

步骤1、当前帧图像接收完成后，判断上一帧图像是否完成目标检测：

如果未完成，暂停目标检测，用最近的一个目标检测结果对目标进行跟踪；

如果完成，用上一帧图像的目标检测结果进行目标跟踪；

目标跟踪完成后，再次启动未完成的目标检测过程，接收下一帧图像，执行步骤2，同时对于新接收的图像按照本步骤的方法进行检测和跟踪的交替循环操作；

步骤2、根据跟踪结果输出目标的位置信息；

步骤3、计算全局检测的目标位置与跟踪出的目标位置的欧式距离，若连续5帧图像的欧氏距离都大于给定阈值，则认为目标丢失，重新开始对目标进行全局检测，返回执行步骤1，以重新对目标实施跟踪。

本发明具有如下有益效果：

由于传统的跟踪方法只是单纯的对既定目标进行跟踪，当目标被其他物体遮挡而出现短时丢失时就会出现束手无策的情况，因此，本发明提出了检测与跟踪循环交替进行的方法，在跟踪状态下出现目标被遮挡导致丢失时自动实现重新初始化并进行检测和跟踪，从而增强系统的抗遮挡性，实现对目标的稳定跟踪。

附图说明

图1为本发明红外小目标检测与跟踪方法流程图；

图2为本发明红外小目标检测与跟踪交替进行示意图；