一种便携式多光谱视频图像记录与分析处理系统及方法技术方案

本发明专利技术属于目标检测与识别的视频图像处理领域，具体说是一种便携式多光谱视频图像记录与分析处理系统及方法。包括：连续变焦光学系统以及与其连接的图像分析处理系统、成像控制系统；连续变焦光学系统，包括多个成像相机，用于接收成像控制系统的控制的参数信息并对相机的光学镜头焦距调整，发送不同波段的图像至图像分析处理系统进行处理；图像分析处理系统处理后，获取连续变焦光学系统的参数信息，并发送至成像控制系统，同时，以设定的格式输出至终端；本发明专利技术根据分析控制模块根据结果信息进行分析，得出连续变焦光学系统中各成像相机中的参数信息，可根据针对图像中目标分析进而对镜头实现控制。而对镜头实现控制。而对镜头实现控制。

【技术实现步骤摘要】
一种便携式多光谱视频图像记录与分析处理系统及方法


[0001]本专利技术属于目标检测与识别的视频图像处理领域，具体说是一种便携式多光谱视频图像记录与分析处理系统及方法。

技术介绍

[0002]目标检测识别是图像和视频处理工作的基础，广泛的应用在军事、医学、工业、商业、教育等各种领域中。检测识别目标中最重要的一点就是目标特征信息的获取，在目标检测、识别与跟踪等项目的前期数据采集分析和后期系统中视频采集处理系统的选择中，总是希望采集到目标在各种各样的环境，区别于背景更显著的特征。一方面对于一些目标无法利用已掌握的各种目标的先验知识，判别未知目标的类别属性在那个波段内成像时特征显著，另一方面基于单一波段的成像信息不能明显的反应出与背景的区别，并且容易受到其他外在因素的影响，而利用多波段成像信息中固有的差异性和互补性可有效提供目标检测识别的性能。目前的视频采集与处理方法基本都是基于特定目标特定任务的，不具有普适性。所以如何实现目标在不同大小、距离、运动情况、不同环境下的多波段同时成像，方便快捷的目标数据记录与分析，缩短项目中前期调研和验证周期，大大降低成本，是目前技术有待解决的技术问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术目的是提供一种便携式多光谱视频图像记录与分析处理系统及方法，以克服上述现有目标识别方法中单一波段的成像信息不能明显的反应出与背景的区别，并且容易受到其他外在因素影响的缺陷。
[0004]本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案是：一种便携式多光谱视频图像记录与分析处理系统，包括：连续变焦光学系统以及与其连接的图像分析处理系统、成像控制系统；
[0005]所述连续变焦光学系统，包括多个成像相机，用于接收成像控制系统的控制的参数信息，并提供满足目标在不同距离下所要求的不同成像相机的光学镜头焦距，同时采集不同波段的图像并发送至图像分析处理系统进行处理；
[0006]所述图像分析处理系统，用于接收连续变焦光学系统采集的不同波段的图像进行分析处理，获取连续变焦光学系统的参数信息，并发送至成像控制系统，同时，以设定的格式输出至终端；
[0007]所述成像控制系统，用于接收图像分析处理系统的连续变焦光学系统的参数信息，并对连续变焦光学系统的不同成像相机的光学镜头焦距进行控制；同时，对连续变焦光学系统设定不同波段的图像的采集时间点，保证连续变焦光学系统成像的结束时间点相同。
[0008]所述连续变焦光学系统，包括：多个变焦镜头控制系统以及多个成像相机；
[0009]所述成像相机，包括：可见光相机、短波相机、中波相机以及长波相机；
[0010]所述对应的可见光相机、短波相机、中波相机以及长波相机与对应的变焦镜头控制系统连接，以实现调整相应相机的镜头焦距；
[0011]每个所述变焦镜头控制系统均与成像控制系统连接，通过接收成像控制系统发送的各成像相机的参数信息，实现调整成像相机的镜头焦距，以及接收设定的不同波段的图像的采集时间点，保证连续变焦光学系统成像的结束时间点相同。
[0012]所述图像分析处理系统，包括：图像预处理模块、图像拼接模块、目标检测识别模块、分析控制模块以及视频输出模块；
[0013]所述图像预处理模块，用于对接收到连续变焦光学系统的不同波段的图像进行预处理，将不同波段预处理后的图像分别发送至图像拼接模块、目标检测识别模块；
[0014]所述图像拼接模块，用于将不同波段的图像拼接为一张图片并形成视频流，并以设定的视频格式输出至终端；
[0015]所述目标检测识别模块，用于对不同波段预处理后的图像进行目标识别，并计算出该目标的结果信息，并将预处理后的图像以及结果信息发送至分析控制模块；
[0016]所述分析控制模块，用于根据结果信息进行分析，得出连续变焦光学系统中各成像相机中的参数信息，回传给成像控制系统并进行实时控制；
[0017]对同一波段预处理后的图像采用波门跟踪方法或特征匹配方法分别进行跟踪处理，将得到跟踪过程中的图像流发送至视频输出模块；
[0018]对不同波段预处理后的图像采用HSV融合算法或轮廓融合算法分别进行融合处理，将得到融合过程中的图像流发送至视频输出模块；
[0019]所述视频输出模块，用于针对分析控制模块的选择，以设定的格式输出。
[0020]所述结果信息，包括：目标大小、目标的运动方向、目标运动速率；
[0021]所述参数信息，包括：变焦镜头调整焦距大小、改变焦距的步长和频率、以及成像相机的快门值、增益设置值和调整方向。
[0022]所述成像控制系统，包括：分别与连续变焦光学系统的各成像相机连接的成像控制模块和图像同步控制模块；
[0023]所述成像控制模块，用于接收分析控制模块发送的连续变焦光学系统中各成像相机中的参数信息，并根据各成像相机的参数信息进行控制；
[0024]所述图像同步控制模块，用于设定连续变焦光学系统中各成像相机的图像视频采集时间点，保证其成像的结束时间点相同。
[0025]一种便携式多光谱视频图像记录与分析处理系统的处理方法，包括以下步骤：
[0026]1)连续变焦光学系统对目标采集不同波段的图像，并发送至图像预处理模块；
[0027]2)图像预处理模块对不同波段的图像进行预处理后，分别发送至图像拼接模块和目标检测识别模块；
[0028]3)图像拼接模块通过多波段拼接法对将同一时间不同波段的图像拼接为一张图片并形成视频流，并以设定的统一分辨率输出至视频流存储终端；
[0029]同时，目标检测识别模块对不同波段预处理后的图像进行目标识别，并计算出该目标的结果信息，将结果信息和提取到预处理后的目标特征发送至分析控制模块；
[0030]4)分析控制模块根据结果信息进行分析，得出连续变焦光学系统中各成像相机中的参数信息，回传给成像控制系统对连续变焦光学系统中各成像相机进行实时控制；
[0031]同时，分析控制模块对同一波段预处理后的图像采用波门跟踪方法或特征匹配方法分别进行跟踪处理，将得到跟踪过程中的图像流发送至视频输出模块；
[0032]分析控制模块对不同波段预处理后的图像采用HSV融合算法或轮廓融合算法分别进行融合处理，将得到融合过程中的图像流发送至视频输出模块；
[0033]5)视频输出模块针对分析控制模块的选择，以设定的格式输出。
[0034]所述图像预处理模块对不同波段的图像进行预处理，具体为：
[0035]分别对各成像相机采集的图像依次进行去噪、滤波、图像增强、边缘提取、去雾处理，得到多幅不同波段预处理后的图像。
[0036]步骤3)中，所述目标检测识别模块，对不同波段预处理后的图像进行目标识别，具体为：
[0037](1)图像预处理模块得出不同波段的二次图像分别应用前景背景分割法，目标检测识别模块获取颜色、灰度值、梯度、直方图的目标特征，同时分割出背景信息；
[0038](2)检测识别到目标以后，计算出目标的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种便携式多光谱视频图像记录与分析处理系统，其特征在于，包括：连续变焦光学系统以及与其连接的图像分析处理系统、成像控制系统；所述连续变焦光学系统，包括多个成像相机，用于接收成像控制系统的控制的参数信息，并提供满足目标在不同距离下所要求的不同成像相机的光学镜头焦距，同时采集不同波段的图像并发送至图像分析处理系统进行处理；所述图像分析处理系统，用于接收连续变焦光学系统采集的不同波段的图像进行分析处理，获取连续变焦光学系统的参数信息，并发送至成像控制系统，同时，以设定的格式输出至终端；所述成像控制系统，用于接收图像分析处理系统的连续变焦光学系统的参数信息，并对连续变焦光学系统的不同成像相机的光学镜头焦距进行控制；同时，对连续变焦光学系统设定不同波段的图像的采集时间点，保证连续变焦光学系统成像的结束时间点相同。2.根据权利要求1所述的一种便携式多光谱视频图像记录与分析处理系统，其特征在于，所述连续变焦光学系统，包括：多个变焦镜头控制系统以及多个成像相机；所述成像相机，包括：可见光相机、短波相机、中波相机以及长波相机；所述对应的可见光相机、短波相机、中波相机以及长波相机与对应的变焦镜头控制系统连接，以实现调整相应相机的镜头焦距；每个所述变焦镜头控制系统均与成像控制系统连接，通过接收成像控制系统发送的各成像相机的参数信息，实现调整成像相机的镜头焦距，以及接收设定的不同波段的图像的采集时间点，保证连续变焦光学系统成像的结束时间点相同。3.根据权利要求1所述的一种便携式多光谱视频图像记录与分析处理系统，其特征在于，所述图像分析处理系统，包括：图像预处理模块、图像拼接模块、目标检测识别模块、分析控制模块以及视频输出模块；所述图像预处理模块，用于对接收到连续变焦光学系统的不同波段的图像进行预处理，将不同波段预处理后的图像分别发送至图像拼接模块、目标检测识别模块；所述图像拼接模块，用于将不同波段的图像拼接为一张图片并形成视频流，并以设定的视频格式输出至终端；所述目标检测识别模块，用于对不同波段预处理后的图像进行目标识别，并计算出该目标的结果信息，并将预处理后的图像以及结果信息发送至分析控制模块；所述分析控制模块，用于根据结果信息进行分析，得出连续变焦光学系统中各成像相机中的参数信息，回传给成像控制系统并进行实时控制；对同一波段预处理后的图像采用波门跟踪方法或特征匹配方法分别进行跟踪处理，将得到跟踪过程中的图像流发送至视频输出模块；对不同波段预处理后的图像采用HSV融合算法或轮廓融合算法分别进行融合处理，将得到融合过程中的图像流发送至视频输出模块；所述视频输出模块，用于针对分析控制模块的选择，以设定的格式输出。4.根据权利要求3所述的一种便携式多光谱视频图像记录与分析处理系统，其特征在于，所述结果信息，包括：目标大小、目标的运动方向、目标运动速率；所述参数信息，包括：变焦镜头调整焦距大小、改变焦距的步长和频率、以及成像相机的快门值、增益设置值和调整方向。
5.根据权利要求1所述的一种便携式多光谱视频图像记录与分析处理系统，其特征在于，所述成像控制系统，包括：分别与连续变焦光学系统的各成像相机连接的成像控制模块和图像同步控制模块；所述成像控制模块，用于接收分析控制模块发送的连续变焦光学系统中各成像相机中的参数信息，并根据各成像相机的参数信息进行控制；所述图像同...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明，佟新鑫，朱丹，刘松，周勇，李英杰，彭紫一，尹忠勋，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：