[发明专利]基于概率密度统计的小型化实时目标跟踪处理系统

权利要求书

1.基于概率密度统计的小型化实时目标跟踪处理系统，其特征是，系统包含三个子模块，分别为电源模块PSM，视频处理模块VPM和输入输出接口模块IOM；其中电源模块PSM完成电源二次转换，按照需要给红外相机及白光相机、彩色屏以及输入输出接口模块IOM和视频处理模块VPM供电，并产生系统复位信号；输入输出接口模块IOM提供红外相机及白光相机、彩色屏的工作模式配置接口和外部控制板的通信接口；视频处理模块VPM完成红外及白光相机的视频解码、跟踪切换、叠加显示控制及图像跟踪处理功能；三个子模块之间采用板间连接器直接连接；本系统具有白光1X显示、白光2X显示和红外显示三种显示模式；系统具有观察模式和跟踪模式两种工作状态；

系统上电时，默认处于观察模式；观察模式：上电，默认白光1X模式输出，图像上叠加角度字符、方位字符、距离字符、气象信息字符以及显示锁定标志，显示锁定标志的符号为“+”，默认为图像中心，该位置根据主控板指令进行调节；跟踪模式：当检测到操作人员发出的锁定信号后进入跟踪模式：第一步，记录锁定目标坐标，将锁定标志变为红点标志，使得红点标志压住图像上的目标,此后，图像跟踪系统要能够一直跟踪目标，使得红点标志始终压住目标，并转入第二步；在跟踪过程中若目标脱离锁定，则向主控板发送跟踪观察切换指令，并返回观察模式；第二步：主控板发送标志显示指令，在指示坐标位置显示红色“T”形标志；第三步：当红色“T”形标志与红点标志连续三帧图像重合时，“T” 形标志变为蓝色，并向主控板发出目标瞄准信号，若两个标志脱离重合但红点标志未丢失，则瞄准信号置无效，“T” 形标志变为红色，并返回第三步起始状态；若目标丢失，则置瞄准信号无效，向主控板发送跟踪观察切换指令并返回观察模式。

2.如权利要求1所述的基于概率密度统计的小型化实时目标跟踪处理系统，其特征是，白光1X显示是将3G-SDI格式的白光相机从输出图像中心区域裁剪子图，将其按照BT.656协议重新组织为画面进行显示；白光2X显示是将3G-SDI格式的白光相机从输出图像中心区域裁剪子图，将其插值放大到720*576的大小并按照BT.656协议重新组织为画面进行显示；红外显示是将PAL-D格式的红外相机直接解码为BT.656协议的图像进行显示。

3.如权利要求2所述的基于概率密度统计的小型化实时目标跟踪处理系统，其特征是，显示模式可根据主控指令在白光1X显示、白光2X显示和红外显示之间切换。

4.如权利要求1所述的基于概率密度统计的小型化实时目标跟踪处理系统，其特征是，目标跟踪的方法：根据采用FPGA实现图像处理的特点，以选定目标中心周边20X20矩形区域的统计直方图概率分布为特征，对视频中每一帧图像进行匹配运算，概率统计特性最为一致的区域即为跟踪目标，具体如下：

STEP 1：利用手动方式十字记号对准目标区域，得到当前目标中心；

STEP 2：提取目标感兴趣区域ROI，利用该区域计算彩色图像的直方图函数；

STEP 3： 利用上一步得到的彩色图像直方图函数对目标图像整体区域进行概率反向投影，得到反投影图像；

STEP 4：计算当前区域的概率均值，利用均值漂移的方式得到概率最大的中心区域，得到新的目标感兴趣区域ROI；

STEP 5：如果没有得到目标感兴趣区域ROI则认为跟踪失败，返回STEP 1重新对准目标；

STEP 6：认为当前的目标感兴趣区域ROI为目标所在的区域，完成目标跟踪；

STEP 7：对下一帧返回Step2进行跟踪。