隨著航天技術(shù)的發(fā)展,空間在政治、軍事、經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域內(nèi)的戰(zhàn)略地位日益提高。獲取空間信息的能力已成為現(xiàn)代軍事斗爭(zhēng)中的核心能力,能否奪取制天權(quán)和制信息權(quán)對(duì)贏得未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)至關(guān)重要�？臻g目標(biāo)觀測(cè)是獲取空間態(tài)勢(shì)信息的主要手段之一,空間目標(biāo)觀測(cè)能力是未來(lái)空間優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ),是實(shí)現(xiàn)控制空間的重要基礎(chǔ)能力�？臻g目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤作為其關(guān)鍵技術(shù)也受到了廣泛關(guān)注和重視。本文以空間可見(jiàn)光觀測(cè)系統(tǒng)為應(yīng)用背景,研究空間面目標(biāo)快速檢測(cè)與跟蹤的方法與實(shí)現(xiàn)技術(shù),主要包括如下三個(gè)方面的研究:面目標(biāo)圖像分割、提取面目標(biāo)拓展連通域和基于形心的面目標(biāo)快速檢測(cè)與跟蹤。為了適應(yīng)空間低信噪比的成像環(huán)境,本文選擇了幾種常用圖像分割算法進(jìn)行比較分析,選擇使用自適應(yīng)能力比較強(qiáng)的最小誤差閾值分割算法;為了滿足系統(tǒng)實(shí)時(shí)性要求,將最小誤差閾值分割算法的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行軟硬件劃分,FPGA將16位原圖動(dòng)態(tài)灰度范圍調(diào)整成8位圖像,統(tǒng)計(jì)8位圖像的灰度直方圖,DSP優(yōu)化閾值計(jì)算的各個(gè)環(huán)節(jié)。為了滿足系統(tǒng)實(shí)時(shí)性要求,本文設(shè)計(jì)了一種快速提取空間面目標(biāo)拓展連通域信息的方法,該方法用FPGA硬件電路加速實(shí)現(xiàn)。普通連通域信息主要是指連通域直線段和等價(jià)對(duì)信息,與普通連通域信息相比,拓展連通域信息在普通連通域基礎(chǔ)上添加了連通域相關(guān)特征信息,主要是指檢測(cè)與跟蹤算法中將要用到的連通域相關(guān)的特征信息,如:連通域的面積、行和、列和等等。根據(jù)等價(jià)對(duì)信息,在DSP上用遞歸法快速實(shí)現(xiàn)連通域的合并。由于空間可見(jiàn)光觀測(cè)系統(tǒng)資源受限,實(shí)時(shí)性要求很高,本文采用基于形心與軌跡關(guān)聯(lián)的面目標(biāo)快速檢測(cè)方法,基于卡爾曼濾波的面目標(biāo)穩(wěn)定跟蹤方法。聯(lián)合利用多目標(biāo)特征信息、多幀關(guān)聯(lián)、過(guò)濾噪聲和背景,以提高目標(biāo)識(shí)別準(zhǔn)確率。采用卡爾曼濾波修正目標(biāo)跟蹤位置,提高目標(biāo)跟蹤穩(wěn)定性。
【學(xué)位單位】：國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：TJ86;TP391.41
【部分圖文】：

國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院工程碩士學(xué)位論文于 T ，則輸出 Q 為 1，否則輸出 Q 為 0，即輸出結(jié)果-1）所示。10I TQI T ，，可以有效地將像素分為兩類，通常情況下，將圖像分割為背示，（a）為帶噪聲的衛(wèi)星灰度圖，（b）為用閾值 T=163圖像。下面主要介紹基本的全局閾值分割、Otsu 閾值分割種圖像分割算法，對(duì)比算法的自適應(yīng)性。

奈佬腔葉韌?b)用閾值 T=163 分割得到的二值圖像圖 2.1 圖像閾值分割示意圖2.2.2基本的全局閾值分割算法當(dāng)物體和背景的灰度分布很明顯，即物體和背景的相關(guān)直方圖呈雙峰一谷狀，如圖 2.2 所示，其中一峰值對(duì)應(yīng)目標(biāo)中心灰度，另一峰值對(duì)應(yīng)于背景中心灰度，選取兩峰之間的谷值作為全局閾值，容易將背景和目標(biāo)分離，這就是基于直方圖的基本全局閾值法。圖 2.2 雙峰一谷狀灰度直方圖在大多數(shù)應(yīng)用中，圖像之間有比較大的變化，使用基本全局閾值是一種合適的方法�；镜娜珠撝捣指钏惴╗40]是一個(gè)迭代的過(guò)程，具體算法流程如圖 2.3所示。當(dāng)與物體和背景的相關(guān)直方圖存在一個(gè)非常明顯的波谷時(shí)，全局閾值分割算

圖 2.4 場(chǎng)景理想的衛(wèi)星圖像分割場(chǎng)景類型 2 的對(duì)比測(cè)試。如圖 2.5 所示，原圖顯示了一幅衛(wèi)星圖像，該衛(wèi)星圖帶有地球鄰邊，光照比較均勻，信噪比也較高。經(jīng)分析可以得出，背景的灰度級(jí)約為 110，地球鄰邊的灰度級(jí)約為 200，衛(wèi)星的灰度級(jí)約為 800。此時(shí)，3 種閾值分割方法效果都很好，分割出的衛(wèi)星目標(biāo)比較完整和清晰。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2866254