紅外視頻人體目標智能跟蹤技術研究.pdf

1、紅外成像是依靠紅外傳感器的熱成像性能來獲取圖像的,只取決于物體的溫度和其所輻射的熱量。相對于可見光成像,紅外成像具有獨特的夜視性能,可以在煙霧、光線不足的條件下獲取目標信息?；诩t外圖像的目標跟蹤技術在紅外制導、偵察等軍事領域以及視頻監(jiān)控、輔助駕駛等民用領域都發(fā)揮著重要的作用。人體目標作為環(huán)境中最主要、最活躍的因素,一直以來都是目標跟蹤領域的研究熱點,而人體目標的非剛體性,加之紅外圖像自身的缺點,使得基于紅外圖像的人體目標跟蹤充滿了困難

2、與挑戰(zhàn)。
　　本課題是對紅外視頻人體目標智能跟蹤技術的研究,旨在開發(fā)可行的、穩(wěn)定的、具有魯棒性的紅外人體目標跟蹤算法,并將跟蹤算法融入云臺的控制,最終實現(xiàn)系統(tǒng)對于人體目標的自動跟蹤。
　　在算法研究方面,首先,對基于紅外圖像的人體目標跟蹤的特點與難點進行了深入分析,結合跟蹤系統(tǒng)對于實時性的較高要求選擇Mean Shift作為本次跟蹤算法的理論基礎,并分析了Mean Shift算法原理及其各項參數(shù)的設置;然后,針對Mean S

3、hift算法的不足做出了改進,提出了邊界約束的Mean Shift紅外人體目標跟蹤方法和Mean Shift與卡爾曼濾波結合的跟蹤方法,前者通過各向異性擴散,并聯(lián)合紅外圖像的梯度與亮度信息來獲取目標邊界,自適應調整核窗寬,從而利用均值漂移策略進行紅外人體目標跟蹤;后者利用卡爾曼濾波器預測目標位置,將預測位置作為Mean Shift迭代的起始點,解決了目標快速運動問題,并將Bhattacharyya系數(shù)作為目標遮擋的判定依據(jù),提出了遮擋情

4、況下的跟蹤策略,另外,針對目標長時間隱藏問題提出了相應策略,實驗表明該方法提高了跟蹤算法的魯棒性。
　　在跟蹤系統(tǒng)實現(xiàn)方面,首先,介紹了跟蹤系統(tǒng)的硬件構成,由ThermoVision A40紅外熱像儀、二維組合式云臺以及PC機組成;接著,給出了跟蹤系統(tǒng)的實現(xiàn)流程并對系統(tǒng)各個模塊的功能進行了描述;然后,將跟蹤算法融入云臺的控制,給出了云臺運動的控制策略,將圖像區(qū)域進行劃分,利用人體目標位置的所在區(qū)域來控制云臺水平框和俯仰框的運動,以