[发明专利]一种目标探测方法

说明书

本发明提供一种目标探测方法，包括以下步骤：S1、获取两帧连续图像，得到帧间相位差频谱；S2、对相位差频谱，取单位幅度谱，进行傅立叶变换，得到脉冲图；S3、在脉冲图中，提取脉冲峰；S4、计算待测定目标的参数，参数包括：运动参数和形态参数；S5、设计两个相同的待测定目标形态矩形窗，利用两帧连续图像中的两个待测定目标形态矩形窗内像素灰度值的相关性最大来定位目标。本发明不进行待测定目标的定位即可实现待测定目标的运动信息获取；通过帧间相位差获取背景的位移减小误差；利用两帧连续图像的像素灰度值间的相关性对待测定目标进行定位，可克服虚假目标和亮星的干扰，提高定位精度。

技术领域

本发明涉及目标探测领域，特别涉及一种目标探测方法。

背景技术

空间目标探测技术是航天安全和空间预警的重要保障。在时域和空域上对图像进行处理和分析，从中提取空间目标是传统方法的思路。而传统探测过程一般没有目标的先验信息，需要对目标进行盲探测，通常采用灰度阈值、滤波、光流等方法。现有探测流程是先对目标进行搜索、识别，并在定位后再进行跟踪，当受到亮星的干扰时，这种先识别后定位和跟踪的方式精度较低，易出现目标轮廓不完整、丢失目标等情况。尤其是视场内存在多目标时，需要去除虚假目标并对多目标进行帧间匹配后才可进行跟踪。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供一种无需帧间匹配的高精度目标探测方法。

为实现上述目的，本发明采用以下具体技术方案：

一种目标探测方法，包括以下步骤：

S1、获取包含待测定目标位移信息的两帧连续图像，通过频谱计算两帧连续图像的帧间相位差，得到帧间相位差频谱；

S2、对相位差频谱，取单位幅度谱，计算公式如式(1)：

其中，为帧间相位差频谱；对进行傅立叶变换，得到脉冲图，脉冲图包含两个脉冲峰，分别为背景位移脉冲峰和待测定目标位移脉冲峰；

S3、在脉冲图中，提取脉冲峰；幅值较高的脉冲峰为背景位移脉冲峰，其中心坐标(a₀，b₀)为背景位移；另一个脉冲峰为待测定目标位移脉冲峰，其中心坐标(a₁，b₁)为待测定目标位移；

S4、计算待测定目标的参数，参数包括：运动参数和形态参数；

S5、设计两个相同的待测定目标形态矩形窗，它们形态相同，坐标差为待测定目标位移(a₁，b₁)，利用两帧连续图像中的两个待测定目标形态矩形窗内像素灰度值的相关性最大来定位目标。

优选地，S1中的帧间相位差的计算过程如式(2)：

其中，为两帧连续图像中第一帧图像的相位谱，为两帧连续图像中第二帧图像的相位谱，为两帧连续图像的相位差频谱，是以2π为周期的条纹状图像，a为待测定目标在X方向上的帧间位移，b为待测定目标在Y方向上的帧间位移。

优选地，S2中的傅立叶变换的计算过程如式(3)：

其中，F(x，y)为傅立叶变换得到的脉冲图，δ为狄拉克函数，A₀为背景位移脉冲峰的幅值，A₁为待测定目标位移脉冲峰的幅值，w(x，y)为脉冲图中的干扰脉冲。

优选地，S4中的运动参数包括：待测定目标相对于背景的移动速度、待测定目标的帧间移动速度；形态参数包括：待测定目标条纹方向、待测定目标条纹长度；计算公式如式(4)-(7)：