[发明专利]一种用于影像序列椭圆形人工目标点快速识别与跟踪方法

摘要

本发明涉及图像的识别与跟踪领域，尤其涉及一种用于影像序列椭圆形人工目标点快速识别与跟踪方法，包括获取影像序列初始相位中椭圆形人工目标点的初始像素坐标，得到包含初始像素坐标的影像块并作为跟踪目标点；增强影像块的对比度；进行边缘检测；利用集成数学形态学和椭圆几何特征属性消除不符合要求的边缘要素，得到椭圆形轮廓的像素坐标集；采用最小二乘非线性最优化Levenberg‑Marquardt方法拟合，得到椭圆形中心点的亚像素坐标，进而得到影像序列下一相位中椭圆形人工目标点的初始像素坐标和影像块，直至跟踪至影像序列的最后相位的影像块。本发明所述的方法降低了影像序列数据处理量，提高了图像的识别和跟踪效率。

主权项

一种用于影像序列椭圆形人工目标点快速识别与跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、目测获取影像序列初始相位中椭圆形人工目标点的初始像素坐标，并以所述初始像素坐标为中心点获取包含所述初始像素坐标的影像块，所述影像块作为影像序列的跟踪目标点；步骤二、采用二维离散零均值高斯函数增强影像块的对比度；步骤三、采用Sobel算子边缘检测技术获取影像块的边缘要素；步骤四、利用椭圆的边缘周长属性消除影像块中不符合周长要求的边缘要素，利用椭圆的区域面积属性消除影像块中不符合面积要求的边缘要素，利用椭圆的圆形度属性消除影像块中不符合圆形度要求的边缘要素，得到影像块中椭圆形轮廓的像素坐标集；步骤五、根据得到的影像块中椭圆形轮廓的像素坐标集，采用最小二乘非线性最优化Levenberg‑Marquardt方法拟合，得到影像块中椭圆形中心点的亚像素坐标，并根据所述亚像素坐标得到影像序列下一相位中椭圆形人工目标点的初始像素坐标和影像块，直至跟踪至影像序列的最后相位的影像块；其中，所述步骤四中具体包括：a.采用累计边缘要素相邻像素中心点的欧几里得距离获取影像块中的每个边缘要素的周长，设置边缘要素周长最大值和边缘要素周长最小值，删除周长大于边缘要素周长最大值和小于边缘要素周长最小值的边缘要素；b.删除步骤a中获取的非连通边缘要素，采用数学形态学的闭运算填充连通边缘要素，得到影像块中边缘要素的区域面积集合，设置边缘要素区域面积最大值和边缘要素区域面积最小值，删除区域面积大于边缘要素区域面积最大值和小于边缘要素区域面积最小值的边缘要素；c.根据连通边缘要素的周长和区域面积得到圆形度，设定圆形度的门限值，删除连通边缘要素的圆形度小于设定的圆形度的门限值的边缘要素，得到影像块中椭圆形轮廓的像素坐标集；所述步骤b之后还包括：采用数学形态学的膨胀法对经过步骤b获取的区域面积进行边缘检测，则影像块的边缘要素可通过下述公式得到Ed(F)=F⊕B-F,]]>其中，一幅图像可以定义为是欧几里得距离空间的子集E，F为二进制影像块，B为结构算子，Ed(F)为采用膨胀法得到的边缘要素；所述步骤c中连通边缘要素的圆形度C的计算公式如下：C＝4πS/L2，其中，S表示连通边缘要素的区域面积，L表示连通边缘要素的周长。