基于圖像融合的雙波段目標跟蹤算法研究

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1、第４１卷第１２期激光與紅外Ｖｏｌ．４１，Ｎｏ．１２２０１１年１２月ＬＡＳＥＲ＆ＩＮＦＲＡＲＥＤＤｅｃｅｍｂｅｒ，２０１１文章編號：１００１５０７８（２０１１）１２１３８７０５·圖像與信號處理·基于圖像融合的雙波段目標跟蹤算法研究１１２周云川，何永強，李計添（１．軍械工程學院光學與電子工程系，河北石家莊０５０００３；２．９６１８０部隊，福建莆田３５１２５１）摘要：針對紅外和可見光圖像各自的特點以及單一傳感器在目標跟蹤中的缺陷，提出了基于雙波段融合圖像的目標跟蹤算法。該方法對原始圖像進行小波分解后，為了滿足目標跟蹤的穩(wěn)

2、定性及實時性，重點考慮目標跟蹤時需要的邊緣等細節(jié)信息，采用對低頻系數(shù)取零，高頻系數(shù)基于小波系數(shù)絕對值取大的融合方法，然后對融合后的圖像采用基于Ｍｅａｎｓｈｉｆｔ算法進行目標跟蹤。實驗結果表明，此算法可以穩(wěn)定并且實時跟蹤目標，通過對單波段采用相同的跟蹤算法進行比較，算法在性能上優(yōu)于單波段的目標跟蹤。關鍵詞：小波變換；圖像融合；Ｍｅａｎｓｈｉｆｔ；目標跟蹤中圖分類號：ＴＰ３９１文獻標識碼：ＡＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１５０７８．２０１１．１２．０２１Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｄｕａｌｂａｎｄｔａｒｇｅｔｔｒａ

3、ｃｋｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍｂａｓｅｄｏｎｉｍａｇｅｆｕｓｉｏｎ１１２ＺＨＯＵＹｕｎｃｈｕａｎ，ＨＥＹｏｎｇｑｉａｎｇ，ＬＩＪｉｔｉａｎ（１．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＯｐｔｉｃｓａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＯｒｄｎａｎｃｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｌｌｅｇｅ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ０５０００３，Ｃｈｉｎａ；２．Ｕｎｉｔ９６１８０ｏｆＰＬＡ，Ｐｕｔｉａｎ３５１２５１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍａｔｔｈｅｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｏｆｔａｒｇｅｔｔｒａｃｋｉｎｇｗｉｔｈｓｉｎｇｌｅｓｅｎｓｏ

4、ｒ，ａＤｕａｌＢａｎｄｔａｒｇｅｔｔｒａｃｋｉｎｇｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎｉｍａｇｅｆｕｓｉｏｎｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅｗａｖｅｌｅｔｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｓａｄｏｐｔｅｄｔｏｄｅｃｏｍｐｏｓｅｔｈｅｉｎｐｕｔｉｍａｇｅｓ．ＦｏｒｔｈｅｐｕｒｐｏｓｅｏｆｆｕｓｉｏｎｗｈｉｃｈｉｓｔｏｓａｔｉｓｆｙｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄＲｅａｌｔｉｍｅｏｆｔａｒｇｅｔｔｒａｃｋｉｎｇ，ｉｔｍａｉｎｌｙｃｏｎｓｉｄｅｒｓｔｈｅｄｅｔａｉｌｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔａｒｇｅｔ，ｓｕｃｈａｓｔｈｅｅｄｇｅｉｎｆｏｒ

5、ｍａｔｉｏｎ．Ｓｏｔｈｅｌｏｗｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓａｒｅｓｅｔｔｏｂｅｚｅｒｏ，ｔｈｅｈｉｇｈｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓｃｈｏｏｓｅｓｌａｒｇｅｒａｂｓｏｌｕｔｅｖａｌｕｅｏｆＷａｖｅｌｅｔｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ．ＴｈｅｎｔｈｅＭｅａｎｓｈｉｆｔａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｕｓｅｄｆｏｒｆｕｓｅｄｉｍａｇｅｔｏｔｒａｃｋｔａｒｇｅｔ．Ａｇｒｏｕｐｏｆｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｔｈａｔｔｈｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍｃａｎｔｒａｃｋｔａｒｇｅｔｓ

6、ｔｅａｄｉｌｙｗｉｔｈｏｕｔｄｅｌａｙ．Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｓｉｎｇｌｅｓｅｎｓｏｒｉｍａｇｅ，ｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｓｂｅｔｔｅｒｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｗａｖｅｌｅｔｔｒａｎｓｆｏｒｍ；ｉｍａｇｅｆｕｓｉｏｎ；ｍｅａｎｓｈｉｆｔ；ｔａｒｇｅｔｔｒａｃｋｉｎｇ１引言像不好，在夜間的成像能力更差。所以，紅外圖像與用可見光和紅外成像傳感器對視頻圖像中指定可見光圖像所得到的信息有很大差異并形成互補。目標進行穩(wěn)健、有效地跟蹤是視覺跟蹤系統(tǒng)中一個如果對紅外圖像和可見

7、光圖像融合，綜合兩類圖像［１］極具挑戰(zhàn)性的研究領域。由于紅外和可見光傳的互補信息和冗余信息，就能使融合圖像的目標輪感器獲取目標信息的波段范圍與成像方式不同，紅廓清晰、信息豐富、易于識別，可以提高目標跟蹤的［２］外傳感器對成像場景內(nèi)的溫差敏感，圖像精度低且穩(wěn)定性和可靠性。目前的圖像融合算法大部分人眼難于識別。相反，可見光圖像對目標反射敏感，都是針對提高主觀視覺效果，本文嘗試利用雙波段圖像比紅外圖像的精度高并能提供場景內(nèi)細節(jié)信息。然而，可見光傳感器對大氣的穿透成像能力較作者簡介：周云川（１９８７－），男，碩士研究生，研究方向

8、為光電對抗理論與應用。Ｅｍａｉｌ：ｚｙｃｏｐｔｉｃｓ＠１６３．ｃｏｍ差，它對光線的依賴性較高，在惡劣的天氣條件下成收稿日期：２０１１０５０３；修訂日期：２０１１０５１６１３８８激光與紅外第４１卷［６－７］圖像的豐富信息，通過基于小波變換的圖像融合方在許多文獻中已經(jīng)證明，小波高頻系數(shù)區(qū)域選法改善了目標直方圖信