一种搜跟瞄转台图像处理系统技术方案

本发明专利技术公开一种搜跟瞄转台图像处理系统，涉及信息技术领域。主要包括光学相机单元和图像处理单元。所述光学相机单元包括光学镜头和相机；所述图像处理单元包括图像处理板卡以及用于图像预处理、目标检测以及动态跟踪的图处程序。该系统的相机配合光学镜头来获取目标的辐射能量，然后成像在探测器感应面上，之后变换成电信号，经过信号板把电信号转换成为数字信号，最后将其送入图像处理板卡进行算法处理，涉及图像预处理、目标检测、动态跟踪等算法，本系统输出为伺服偏移量，输出对象为搜跟瞄转台伺服控制系统。本发明专利技术显著提高了搜跟瞄转台图像处理系统的目标检测与识别能力。

【技术实现步骤摘要】
一种搜跟瞄转台图像处理系统
本专利技术涉及一种搜跟瞄转台图像处理系统，特别是涉及一种基于双轴搜跟瞄转台的图像处理系统，属于信息

技术介绍
搜跟瞄转台是一种监控产品，广泛应用于需要大范围、远距离的监控，如森林、草原、城市防火、机场跑道、海防、边防、空阔地域等地。目前市场上的转台在实际生产调试中，往往存在跟踪误差和虚警率过大的现象。这些故障与图像处理系统的各个单元及具体算法均有关系，且具有强实时性。为了降低搜跟瞄转台工作中的跟踪误差和虚警率，因此设计一种基于双轴搜跟瞄转台的图像处理系统就成为必要。
技术实现思路
为了解决现有技术的上述问题，本专利技术提供一种搜跟瞄转台图像处理系统，用于降低搜跟瞄转台的跟踪误差和虚警率，从而保证转台产品的高效性。为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案包括：首先进行系统硬件电路上电，并对图像处理单元的系统自检、初始化。进一步的，系统上电并初始化完成后，光学相机单元获取视频后，如为模拟视频信号，将采集到的模拟信号转换为数字信号；进一步的，通过图像预处理，对所采集的视频帧图像进行二值化、形态学处理、去噪和增强，从而改进目标检测的可靠性；进一步的，对预处理后的视频帧进行目标检测，使用最大值背景预测法分离目标与背景，检测出停留在视场内的目标。；进一步的，进行动态跟踪，此步骤可使用形心跟踪算法，这种算法计算量小，可靠性高；进一步的，根据偏移量预测下帧计算偏移角；进一步的，将所述偏移角转换成转台控制参数，反馈给电机相应的转向和转速。本专利技术的有益效果是：本专利技术是一种搜跟瞄转台图像处理系统，根据相机配合光学镜头来搜集目标的辐射能量，然后成像在探测器感应面上，之后变换成电信号，经过信号板把电信号转换成为数字信号，最后将其送入图像处理模块进行算法处理，涉及图像预处理、目标检测、动态跟踪等算法，本系统输出为伺服偏移量，输出对象为搜跟瞄转台伺服控制系统。降低了搜跟瞄转台的跟踪误差和虚警率，从而保证转台产品的高效性。附图说明图1是本专利技术的一种组成图；图2是本专利技术的一种原理图；【附图标记说明】1、相机；2、光学镜头；3、图像处理板卡。图3为本专利技术二值化与形态学处理仿真测试结果对比图。图3中，(a1)为原图，(b1)为二值化处理，(c1)为膨胀，(d1)为腐蚀，(e1)为闭运算，(f)为开运算。图4滤波去噪仿真测试结果对比图。图4中，(a2)为中值滤波，(b2)为均值滤波，(c2)为高斯滤波，(d2)为双边滤波，(e2)为原图。图5为本专利技术直方图均衡化图像增强仿真测试结果对比图。图5中，(a3)为原图，(b3)为直方图均衡化的图像，(c3)为原图的灰度直方图，(d3)为直方图均衡化的灰度直方图。图6为本专利技术函数变换图像增强仿真测试结果对比图。图6中，(a4)为方根函数变换增强的图像，(b4)为对数函数变换增强的图像，(c4)为指数函数变换增强的图像，(d4)为幂函数变换增强的图像，(e4)为原图。图7为本专利技术多帧累积平均法目标检测仿真测试图。图8为本专利技术最大值背景预测法目标检测仿真测试图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。本专利技术提供一种搜跟瞄转台图像处理系统，如图2所示，可详述为如下：系统初始化模块从程序上电起执行，涉及程序使用到的全部寄存器、全局变量、宏定义、结构体、标志位、计数变量、PID参数、电机位置初始参数、各种输出数据极限值设定，以及外设时钟控制寄存器、GPIO寄存器、VPIF、PSC、UART进行初始化配置。首先进行系统硬件电路上电，并对图像处理单元的系统自检、初始化。系统上电并初始化完成后，光学相机单元1获取的视频后，如为模拟视频信号，将采集到的模拟信号转换为数字信号；通过图像预处理，对所采集的视频帧图像进行二值化、形态学处理、去噪和增强，从而可消除图像中的一些无关信息，恢复有用的真实信息，增强有关信息的可检测性和最大限度地简化数据，从而改进目标检测的可靠性，图像预处理仿真图如图3所示；然后对预处理后的视频帧进行目标检测，使用最大值背景预测法分离目标与背景，这是一种单帧目标检测算法，是以当前像素为基准将周围按坐标系分为四个区域，然后以这四个区域分别对该像素做背景预测，最后以四个区域所预测的最大值作为该像素的灰度值。其优势在于计算简单，运算速度快，可以精确检测出目标的位置与边缘，并且能检测出停留在视场内的目标，目标检测的仿真结果对比如图4所示。然后进行动态跟踪，此步骤可使用形心跟踪算法，它是一种波门跟踪算法，其实现的稳定性与精度取决于分割及其阈值的确定情况，其优势在于这种算法计算量小，可靠性高；依据所选光学透镜的参数通过坐标转换的方法，将焦平面上的偏移量转换成偏移角；偏移角通过RS232串行通信传送给伺服控制系统，继而电机进行转动，进行目标实时跟踪。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本专利技术精神作举例说明。本专利技术所属
的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本专利技术的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种搜跟瞄转台图像处理系统，其特征在于：该系统的相机(1)配合光学镜头(2)进行图像数据采集，可直接输出标准制式的VGA、PAL视频，模拟视频信号经D/A转换为数字信号后送入图像处理板卡(3)进行图像去噪、增强、二值化、形态学处理的预处理操作，然后再进行目标检测、动态跟踪，最后把偏移量信号传给搜跟瞄转台伺服控制系统。/n

【技术特征摘要】
1.一种搜跟瞄转台图像处理系统，其特征在于：该系统的相机(1)配合光学镜头(2)进行图像数据采集，可直接输出标准制式的VGA、PAL视频，模拟视频信号经D/A转换为数字信号后送入图像处理板卡(3)进行图像去噪、增强、二值化、形态学处理的预处理操作，然后再进行目标检测、动态跟踪，最后把偏移量信号传给搜跟瞄转台伺服控制系统。


2.按照权利要求1所述的一种搜跟瞄转台图像处理系统，其特征在于：图像数据采集使用相机(1)及光学镜头(2)，使用红外波段确保该系统具备昼夜目标跟踪的功能。


3.按照权利要求2所述的一种搜跟瞄转台图像处理系统，其特征在于：红外波段的相机(1)及光学镜头(2)可替换为白光波段，替换后该模块不具备夜间探测的功能，但成本更低。


4.按照权利要求1所述的一种搜跟瞄转台图像处理系统，其特征在于：图像预处理操作可消除图像中的一些无关信息，恢复有用的真实信息，增强有关信息的可检...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘继锋，宋方，李方昊，
申请(专利权)人：西安方元明科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61