[发明专利]水下运动小目标的检测跟踪方法及系统

权利要求书

1.一种水下运动小目标的检测跟踪方法，其特征在于，包括：

步骤S1：对原始的多个连续帧的成像结果分别进行归一化并阈值处理获得多个第一成像矩阵；

步骤S2：根据多个所述第一成像矩阵进行累加后，得到第二成像矩阵，基于所述第二成像矩阵通过二次阈值处理并结合区域连通性检测，获得第三成像矩阵；

步骤S3：根据所述第三成像矩阵中的图像不变量获得第四成像矩阵，并利用小目标的速度运动特性和目标成像特性于所述第四成像矩阵中筛选和定位出多个疑似目标点；

步骤S4：对多个所述疑似目标点进行轨迹关联，以排除多个所述疑似目标点中的伪目标点获得真实目标点。

2.如权利要求1所述的检测跟踪方法，其特征在于，于所述步骤S1中还包括：

步骤S11：通过小目标成像声纳获得所述成像结果；

步骤S12：提取并保存所述成像结果中的绝对强度信息；

步骤S13：对所述绝对强度信息进行归一化获得多个初始成像矩阵；

步骤S14：对多个所述初始成像矩阵进行阈值处理获得多个所述第一成像矩阵。

3.如权利要求1所述的检测跟踪方法，其特征在于，于所述步骤S2中包括：

步骤S21：将多个所述第一成像矩阵进行叠加，获得所述第二成像矩阵；

步骤S22：对所述第二成像矩阵进行二次阈值处理，并结合区域连通性检测，将所述第二成像矩阵中元素值大于设定阈值或区域面积大于目标典型成像面积的对应元素置零，从而去除固定背景以及与强背景粘连的残余背景，进而获得含有脚印串的所述第三成像矩阵。

4.如权利要求1所述的检测跟踪方法，其特征在于，于所述步骤S2中包括：

步骤S21'：对所述第二成像矩阵进行二次阈值处理和区域连通性检测，去除固定背景以及与强背景粘连的残余背景；

步骤S22'：再对所述第二成像矩阵去除与强背景不粘连的残余背景孤立点后获得含有脚印串的所述第三成像矩阵。

5.如权利要求1所述的检测跟踪方法，其特征在于，于所述步骤S3中包括：

步骤S31：根据所述第三成像矩阵中的图像不变量获得所述第四成像矩阵；

步骤S32：利用小目标的速度运动特性和目标成像特性于所述第四成像矩阵中筛选和定位出多个所述疑似目标点。

6.如权利要求5所述的检测跟踪方法，其特征在于，所述第三成像矩阵包括一当前时刻的所述第三成像矩阵及当前时刻之前的上一时刻的一所述第三成像矩阵，于所述步骤S31中包括：

步骤S311：对所述当前时刻第三成像矩阵及所述当前时刻之前时刻的第三成像矩阵原位一一比对获得稀疏化的逻辑矩阵；

步骤S312：根据所述逻辑矩阵及当前时刻的所述第三成像矩阵获得所述第四成像矩阵。

7.如权利要求5所述的检测跟踪方法，其特征在于，所述第三成像矩阵包括一个当前时刻的所述第三成像矩阵及当前时刻之前多个时刻的多个所述第三成像矩阵，于所述步骤S31中包括：

步骤S311'：对所述当前时刻第三成像矩阵及当前时刻之前的多个时刻的多个所述第三成像矩阵进行相减操作或按位逻辑与操作；

步骤S312'：根据相减操作或按位逻辑与操作后的所述第三成像矩阵及所述第二成像矩阵，获得所述第四成像矩阵。

8.如权利要求1所述的检测跟踪方法，其特征在于，于所述步骤S4中包括：根据当前时刻的脚印串、多个所述疑似目标点以及当前时刻之后的至少一时刻的脚印串，通过小目标的速度运动特性和目标成像特性进行轨迹关联和轨迹确认以排除多个所述疑似目标点中的伪目标点，获得真实目标点。