第
卷第
期
年
月红外与毫
米波学报
自动多目
标识别
和
跟踪系统
乌
详敏鸣
中国
科学
院上
海技术物理
研究所上海
摘要
研制的自动多目
标识别和
跟
踪系统采用了
三级分
类识别动态景物分
析
等技术,
不仅改
善了
微弱运动
目标的捕
获能力
实现了运动
多目标识别
还具
有预计目
标遮掩及
实现
目标再
捕获的能
力使系统具
有高的
目标识别
率当
目标数为
个
时系统识别
速率为
帧
关
键词
目标
识别
目标跟
踪,
动态景
物分
析
引言
自动目
标识别系
统简称
系统的基
本功
能是对目
标进行探测分
类和
识别它
能有效
地代
替人进行目
标检测和目
标识
别,因
而具有广泛的
应用
前景随
着红外成
像探测
器
技术的
迅速发展,人们
对目
标识别系统性能的要求
日益
提高,这些
要求主要
是
能
够实
现自动目
标检测
捕获
识别
优选预
计
能
够对运动多目
标同时跟
踪尤
其
能
在较复杂的
背景及目
标遮
掩较
低对比
度等情况下
智能目
标识别
系统的
研究始于
本世
纪年代
初它
采用
先进完善的
算法及大
规模
集成电
路技术以最少的硬
件增加实现多目
标跟踪,
并达到
接近
零的目
标丢失
率本文
采用较
先进的
算法
把目
标识别目
标跟踪结合于一
体,通
过帧间分析动
态景
物分
析等
先进
技术采用
高速双
微处理
器能直接接收处理
标准
一电视视频信
号
研制
成能
自动实
时完成多目
标识别和
跟踪的
实验
系统
基本原理及系
统实现
自动目
标识别
跟踪系统的整个处理过
程一般可以分
为信号预处理目
标检测目
标
提取
特征量
计算目
标分类目
标跟
踪等本系统
的各处理功能
单元如图
所示其中
帧间分
析等则
由软
件完成
系统能实
现目
标的实
时自动
检测识
别和
跟踪为了
使系统
具有相当的
适用
性,采用
了
自适应
门限硬件
实时两
维滤波系统能实时
估计背景,突出弱目
标信号从
而保证
系
统
具有高的
检测概率目
标提取采用硬件
流水线
结构,
比较一般目
标提取的
空域处
理法
本文
年
月日
收到修改
稿
年
月
日收到
红外与
毫米波
学报
卷
目标块
目标块动态
景物
分析
帧间
分析
目标
跟踪
图形
生成度限一缘亮门一边门
目标库
图
系统处理框
图
大大减少了处
理时间从
而实现
实时处理
由于目
标图
像的
复杂性和随
机性本系统采用三
级分类识
别技术使
系统
在尽量少的
计
算量
下保证系统具有高的目
标识
别率及
低的目
标虚警率其中第一
级是去
除干抚假目
标
第二
级是把可
能的潜在目
标经
计算特征
量分
类为
类目
标之一
第二
级将识别分
类
的
结果进一
步进行帧间分
析,从而
使识
别方法从通
常的
帧内横向分析进一
步到图像
序列的
纵向
分析,
保证
系统
具有高的目
标识别率和
低的虚
警率
动
态景物分
析是一
种先进的
技术对运动平台的
情况特别
有利,不仅能
实现运动多目
标识别,
而且使目
标识
别系统能胜任动
态环
境
本系统采用两
个高速微处理
器
,
主要用于
控制
采集图
像信
息由
目
标间隔
逻辑产生目
标块,
计算目
标特征量,
确定目
标位置大小,
实现目
标分类,以及
与
的通
讯等
系统主
要是根
据目
标数据进行动
态景物分
析以
及与
第一
微
机系统通
讯等等
目
标提取
目
标提取的功
能是从图
像中提取出
潜在目
标本文的
方法
是先从
每一条
扫描线
中提取
出“
目
标间隔”
然后将所有的“目
标间隔”
分别整理连接成各自的
潜在目
标块,
整个处理
过程
都是随
串行视
频信号实时流水线
完成
自适应门限
自适应门限
是根
据图
像信号的
变化,
其门槛高度能
自动随
局部图
像对比度的
变化而变
化,从
而能
适应
复杂背景的
情况,
抑制了
属慢变化的
背景和干
扰突出
了弱目
标信号使
系统具
有高的
检测概
率能
适应复
杂的
实际情况自适应门
限由两
个两
维处理
器边
缘滤波
器和
背景滤波
器
实现,视
频图像经
过两维
边缘处理获
得“
边缘”
信号经过亮度
门限
获得“
亮度”
信号
二
值边
缘信号主要由边
缘滤波器
实现
边缘滤波
器其
实是一
个两维的微
分处理器,图
像经
过它的处理目
标边
缘被突
出再经过边
缘门限
产生边
缘逻辑
信号二
值亮度信号