基于积分边缘强度局部均值的红外目标跟踪

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1、第39卷第7期激光与红外V01．39．No．72009年7月LASER&INFRAREDJuly，2009文章编号：1001-5078(2009)07-0773-03·图像与信号处理·基于积分边缘强度局部均值的红外目标跟踪李春鑫，王孝通，徐晓刚(1．海军大连舰艇学院博士生队，辽宁大连116018；2．海军大连舰艇学院航海系，辽宁大连116018；3．海军大连舰艇学院装备系统与自动化系，辽宁大连116018)摘要：针对红外目标跟踪问题，提出了在粒子滤波跟踪框架下，采用积分边缘强度局部均值作为红外目标特征的跟踪算法，不仅提高算法的跟踪精度，还提高算法的实时性。红外目

2、标跟踪仿真试验比较表明该算法是稳健的，能够对红外运动目标进行有效、可靠的跟踪。关键词：粒子滤波；积分边缘强度；局部均值；红外目标跟踪中图分类号：TP751．1文献标识码：AInfraredobjecttrackingbasedonlocalmeanofintegraledgestrengthLIChun—xin，WANGXiao．tong，XUXiao—gang。(1．DalianNavalAcademy，Doctoralstudentteam，Dalian116018，China；2．DepartmentofNavigation，DalianNavalAcad

3、emy，Dalian116018，China；3．DepartmentofAutomation，DalianNavalAcademy，Dalian116018，China)Abstract：Aimingattheproblemofinfraredobjecttracking，localmeanofintegraledgestrengthisadoptedasfeaturetotrackinfraredobjectbasedonparticlefilter．Thetrackingprecisionandthereal—timeperformancearebothi

4、mprovedbythealgorithm．Thesimulationresultillustratesthealgorithmisrobustandeffectiveatinfraredobjecttrackingundercomplexbackgrounds．Keywords：particlefilter；integraledgestrength；localmean；infraredobjecttracking1引言态的后验概率分布。令为系统在k时刻的状态，红外目标跟踪在红外制导、军事侦察等多领域为系统状态的观测值，采样Ⅳ个粒子一具有非常重要的应用。红外图像

5、可以提供可见光图p(x)，W为粒子对应的权值，则式(1)和式(2)像中不能提供的信息，但红外传感器得到的图像信就构成了迭代的序贯重要性采样(SIS)算法的基本噪比很低，在进行目标跟踪时只能提供有限的信息，过程：而且红外图像中目标特征不明显，存在着很大背景^Ⅳ．杂波。因此，研究红外图像目标跟踪的特征选取具p(xIZ1：k)=ZyS(一)(1)有非常重要的意义。基于此，本文研究在粒子滤波p(zIx)p(Ixl一)跟踪框架下，采用积分边缘强度局部均值特征对红～■I(2)g一1，外目标进行跟踪。2基于粒子滤波的目标跟踪基金项目：辽宁省自然科学基金(No．20082176

6、)；浙江大学CAD&CG国家重点实验室开放基金(No．A0906)资助。2．1粒子滤波算法¨作者简介：李春鑫(1980一)，男，博士研究生，研究方向是视频粒子滤波(particlefilter，PF)的基本思想就是利目标跟踪技术。E—mail：chunxinlijy@yahoo．com．cn用一系列随机抽取的样本以及样本的权重来计算状收稿日期：2008—12-27774激光与红外第39卷2．2粒子滤波跟踪框架基于粒子滤波的跟踪主要有以下几步：(1)先验知识的表示：目标的特征选取，可以是颜色]、形状等，粒子滤波中每个粒子的初始状__态也由此决定；(a)原始图像(b

7、)边缘梯度图2边缘强度图(2)系统状态的转移：目标状态的时间更新过积分边缘强度定义为图像中某一点左上方所有程，粒子传播可以是一种随机运动过程，可以是一阶像素点对应的边缘强度值的和，点(，Y)的积分边或二阶ARP(自回归)过程；缘强度可通过下式计算得出：(3)系统的观测：使用所得到的视频图像对系S(，Y)：∑s(，Y)(7)统状态转移的结果进行验证，目的就是使与实际情令R为m×的矩形区域，如图3所示。况相近的粒子获得的权值大一些，与实际情况相差较大的粒子获得的权值小一些；(4)后验概率计算：一般采用加权准则，即各粒子根据自身权值大小决定其在后验概率中所占的图3矩形

8、区域幽则积分边缘强度局部