一种卫星图像锚定方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种卫星图像锚定方法及系统，涉及图像锚定领域

【技术实现步骤摘要】
一种卫星图像锚定方法及系统


[0001]本专利技术涉及图像锚定领域，具体涉及一种卫星图像锚定方法及系统
。

技术介绍

[0002]在基于深度学习的目标跟踪算法中，一般根据跟踪模块是否与目标检测网络融合分为基于检测跟踪和联合检测跟踪两种框架
。
其中，基于检测跟踪的经典算法有：均值漂移法
(Meanshift)、
粒子滤波
(Particle filter)、
卡尔曼滤波
(Kalman filter)
等
。
以均值漂移法作为核心的算法能够在少量的计算条件下得到一个收敛的最优概率密度分布来确定目标位置，但容易因为目标尺度变化而被丢失或定位不准
。
粒子滤波虽然具有一定的鲁棒性更强，但为了提高精度描述后验概率分布所需要的样本数量就越多，对计算量的要求就会显著增加，同时当目标尺度发生变化时容易发生跟踪失败
。
相关滤波类方法的核心是滤波器，随着滤波器的模型越发展越复杂，计算量的压力显著增加
。
例如核相关滤波
(KCF)
算法，该算法所需运算量较大，不适应高实时性要求的场景，且比较依赖循环矩阵，在多尺度的不同目标的情况下跟踪效果较差
。
联合检测跟踪框架需要使用特征图像来计算表观特征向量，所以算法的计算量会显著增加，从而降低了算法的实时性
。
目前在多目标跟踪中，特别是在要求具有实时性的场景下，还需要考虑和解决跟踪过程中出现的目标在检测过程中目标消失而出现的漏检以及漏检后再次检测出来后的重复计数等情况
。
因此，需要一种卫星图像锚定方法及系统，实现计算量少的多目标实时性跟踪和匹配，稳定跟踪置信度较低的运动物体
。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是实现计算量少的多目标实时性跟踪和匹配，稳定跟踪运动物体，目的在于提供一种卫星图像锚定方法及系统，通过设计锚定函数，利用减小偏离方向变化和放大目标外形变化设计目标匹配方法，解决了上述技术问题
。
[0004]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0005]一种卫星图像锚定方法，包括：以预设路径在地图上扫描，逐帧显示当前视野变化的卫星图像；识别所述卫星图像中部的一个或多个目标，将识别到的坐标信息存储到列表；根据所述坐标信息减小目标偏离运动方向的差异，以及放大目标外形变化的差异，从而判断运动前后的目标是否为同一个
。
[0006]以预设路径移动，逐帧获取当前视野变化的卫星图像，包括：鼠标通过
pyautogui
库对电子地图沿
s
形路径进行直线扫描操作，逐帧显示当前视野的卫星图像
。
[0007]以预设路径在地图上扫描，逐帧获取当前视野变化的卫星图像；识别所述卫星图像中部的一个或多个目标，包括：对所述卫星图像的预设中部区域中的目标进行识别，所述卫星图像除去所述预设中部区域的周围留白部分在发生移动时，对所述周围留白部分中的目标进行识别
。
[0008]以预设路径在地图上扫描，逐帧显示当前视野变化的卫星图像之前，包括：采集地
图样本图像集；将所述地图样本图像集进行图像增强处理得到图像增强数据集；经过图像增强数据集训练好的权重文件调用
YOLOv5
神经网络模型；利用模型对所述卫星图像进行图像增强处理后，识别所述卫星图像中部的一个或多个目标
。
[0009]将识别到的目标信息存储到列表，包括：通过
scrolledtext.ScrolledText()
创建滑框，将识别到的所述目标信息输出到文本框内以形成存储列表
。
[0010]上述目标信息包括类名序号
、
中心点
x
轴坐标
、
中心点
y
轴坐标
、
先验框相对宽和先验框相对长中的任意一项或多项
。
[0011]以预设路径在地图上扫描，逐帧显示当前视野变化的卫星图像，包括：使用
mss
库和
win32api
库截取地图的屏幕像素以及检测屏幕像素大小，以逐帧显示当前视野变化的所述卫星图像
。
[0012]减小目标偏离运动方向的差异，以及放大目标外形变化的差异，从而判断运动前后的目标是否为同一个，包括：设计表征目标之间的位移关联度，表示为：后的目标是否为同一个，包括：设计表征目标之间的位移关联度，表示为：设计表征目标大小变化的函数包括相对大小
λ1和绝对大小
λ2，所述相对大小的函数表达式为：对两个目标的宽和高的变化量进行放大处理，得到所述绝对大小：式中，
x1和
y1为目标上一帧时的横坐标和纵坐标，
x2和
y2为当前帧存在的目标的横坐标和纵坐标，
w1和
h1为目标上一帧时的宽和高
,w2和
h2为目标当前帧的宽和高，
k
为可调常数；计算目标外形变化的离散程度评价相似度：将
λ1代入
x
得到
λ1’
，
λ1的取值在
[0,10]：根据目标偏离运动方向和目标外形相似度计算差异分值，表示为：式中，
(1
‑
μ
)
×
k1表示对目标偏离运动方向的描述，其中
μ
按照目标当前偏离方向选择式
(3)
或式
(4)
得到；
λ1′×
k2和
λ2×
k3表示对目标外形相似度的描述；
k1、k2、k3为可调常数，用于减小目标偏离运动方向的差异，以及放大目标外形变化的差异，从而根据所述差异分值判断运动前后的目标是否为同一个
。
[0013]k1
，
k2
，
k3
以3：1：1的比例分布
。
[0014]一种卫星图像锚定系统，包括：逐帧扫描模块：以预设路径在地图上扫描，逐帧显示当前视野变化的卫星图像；目标识别模块：识别所述卫星图像中部的一个或多个目标，将
识别到的目标信息存储到列表；目标匹配模块：减小目标偏离运动方向的差异，以及放大目标外形变化的差异，从而判断运动前后的目标是否为同一个
。
[0015]本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
[0016]本专利技术提供一种卫星图像锚定方法及系统，通过以预设路径在地图上扫描，并逐帧显示当前视野变化的卫星图像，从而利用卫星地图动态变化实现卫星过境的模拟效果；通过识别卫星图像中部的一个或多个目标，将识别到的坐标信息存储到列表，从而获取区域内的检测目标；通过根据所述坐标信息减小目标偏离运动方向的差异，以及放大目标外形变化的差异，从而判断运动前后的目标是否为同一个，将前后帧运动的目标进行匹配，提高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种卫星图像锚定方法，其特征在于，包括：以预设路径在地图上扫描，逐帧显示当前视野变化的卫星图像；识别所述卫星图像中部的一个或多个目标，将识别到的坐标信息存储到列表；根据所述坐标信息减小目标偏离运动方向的差异，以及放大目标外形变化的差异，从而判断运动前后的目标是否为同一个
。2.
根据权利要求1述的一种卫星图像锚定方法，其特征在于，以预设路径移动，逐帧获取当前视野变化的卫星图像，包括：鼠标通过
pyautogui
库对电子地图沿
s
形路径进行直线扫描操作，逐帧显示当前视野的卫星图像
。3.
根据权利要求1述的一种卫星图像锚定方法，其特征在于，以预设路径在地图上扫描，逐帧获取当前视野变化的卫星图像；识别所述卫星图像中部的一个或多个目标，包括：对所述卫星图像的预设中部区域中的目标进行识别，所述卫星图像除去所述预设中部区域的周围留白部分在发生移动时，对所述周围留白部分中的目标进行识别
。4.
根据权利要求1述的一种卫星图像锚定方法，其特征在于，以预设路径在地图上扫描，逐帧显示当前视野变化的卫星图像之前，包括：采集地图样本图像集；将所述地图样本图像集进行图像增强处理得到图像增强数据集；经过图像增强数据集训练好的权重文件调用
YOLOv5
神经网络模型；利用模型对所述卫星图像进行图像增强处理后，识别所述卫星图像中部的一个或多个目标
。5.
根据权利要求1述的一种卫星图像锚定方法，其特征在于，将识别到的目标信息存储到列表，包括：通过
scrolledtext.ScrolledText()
创建滑框，将识别到的所述目标信息输出到文本框内以形成存储列表
。6.
根据权利要求1述的一种卫星图像锚定方法，其特征在于，所述目标信息包括类名序号
、
中心点
x
轴坐标
、
中心点
y
轴坐标
、
先验框相对宽和先验框相对长中的任意一项或多项
。7.
根据权利要求1述的一种卫星图像锚定方法，其特征在于，以预设路径在地图上扫描，逐帧显示当前视野变化的卫星图像，包括：使用
mss
库和
win32api
库截取地图的屏幕像素以及检测屏幕像素大小，以逐帧显示当前视野变化的所述卫星图像
。8.
根据权利要求1述的一种卫星图像锚定方法，其特征在于，减小目标偏离运动方向的差异，以及放大目标外形变...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢超翔，杨娟，任薪宇，刘磊，
申请(专利权)人：中国人民武装警察部队警官学院，
类型：发明
国别省市：