目标部分遮挡情况下的图像判读方法研究

    倪澎涛+刘立坤

    

    

    

    摘 要：文章提出了一种目标部分遮挡情况下的图像判读新方法，该方法基于飞行目标在相邻帧光测图像中的形状大小基本不变的原理，提出基于相邻帧部分图像的平移、对齐、融合的方法合成一幅新图像，利用合成后的图像进行判读，取得判读点被遮挡图像的判读数据。该方法对于拓展光测图像数据事后处理手段，有着积极的意义。

    关键词：目标遮挡；图像；合成；判读

    出于目标外弹道数据生成的需要，在光测图像的事后判读处理过程中，对判读精度的要求较高，但在实际判读过程中，判读结果可能受到多方面的影响和制约[1]。

    在光测图像的事后判读处理过程中，经常会出现某一帧图像中目标判读点位因点火、烟雾及障碍物遮挡无法判读，而其前后相邻帧图像因未出现遮挡情况或遮挡现象消失能够正常判读的现象。以往在出现此现象时，采取的方法一般为图像判读人员根据经验，按照相邻帧图像的判读点位来大致选取被遮挡帧图像的判读点位进行估判，这样做往往具有较大的判读误差，反映在判读结果一次差曲线上，在该帧图像的判读结果点位上会出现一个较大的跳跃点，远远超出了图像判读的精度要求。而在实际试验过程中，相應的判读图像帧同时往往是重要的时间节点，对于该点的测量数据参数有较为迫切的实际需求。

    鉴于此，本文提出了一种可行的解决数字图像目标判读点位被遮挡情况下判读难题的新方法。

    1 目标部分遮挡情况下的图像判读原理

    利用光测设备在一定频率拍摄时，被拍摄目标在相邻两幅图像中所成像的大小及形状基本特征不变[2]，将判读方位未被遮挡的图像中选定的区域进行复制，平移到相邻的另一幅判读点位被遮挡的图像中，并与该幅图像特征点匹配对准后合成一幅新的图像，以新图像的判读结果来代替对被遮挡图像的估判结果，从而达到获取较为精确地被遮挡图像判读数据的目的。涉及的技术方法有以下几种。

    1.1 图像任意一点的精确定位

    数字图像判读时必须利用特定的方法来准确确定目标在图像中的位置。同时还需研究当前图像处于某一放大倍数情况下图像的插值方法[3]及在此放大倍数下目标在图像中的精确定位算法。

    1.2 图像平移、定位方法

    主要研究数字图像的某一选定区域在平移到相邻帧图像后的移动，以某一角度旋转时的像素定位算法。

    1.3 平移图像对准与融合

    对准拼接技术有基于比值的图像拼接算法[4]和网格匹配法等[5]。图像平移后的定位精度高低，决定了最终图像判读精度的大小。本文中采用图像部分区域的特征点为参照物对平移图像进行对准。

    1.4 图像对准后的判读、解算

    研究图像平移对准后的目标脱靶量即目标相对于特定图像中心点的位置偏移量的判读、解算方法，同时分析对准误差大小及其对最终判读结果的影响。

    2 理论依据

    2.1 垂直光轴方向

    经纬仪主光轴中心处于A点，假设当前时刻在经纬仪光轴方向20 km处O点有一直径为2 m的球体，以速度300 m/s沿与经纬仪主光轴垂直向B点飞行，取50 ms为相邻两幅图像的间隔时间，则50 ms后，球体由O点飞行至R点，其位移为15 m（见图1）。

    4 结语

    由此可见，本文提出的解决数字图像目标判读点位被遮挡情况下判读问题的解决方案是可行的，符合提高图像判读精度的要求，对于数字图像事后处理具有较好的应用价值。

    作者简介：倪澎涛（1978— ），男，河南鹤壁，硕士研究生，工程师；研究方向：数字图像处理，网络管理。

    [参考文献]

    [1]刘利生，外测数据事后处理[M].北京：国防工业出版社，2000.

    [2]王伟，陆佩忠.数字图像拼接技术[J].小型微型计算机系统，2006（7）：1347-1352.

    [3]张岩，MATLAB图像处理超级学习手册[M].北京：国防工业出版社，2014.

    [4]李志刚.边界重叠图像的一种快速拼接算法[J].计算机工程，2000（5）：37-38.

    [5]钟力，胡晓峰.重叠图像拼接算法[J].中国图像图形学报，1998（5）：367-370.

    Abstract：This paper presents a new method of image interpretation under the target partial occlusion. Based on the principle that the shape of the flight target in the adjacent frame is almost invariant， the method is based on the translation of the adjacent frame part， alignment， fusion method to synthesize a new image， the use of synthetic images for interpretation， to obtain the interpretation of the site was obscured image interpretation data. This method has a positive significance for expanding the post-processing method of optical image data.

    Key words： target occlusion； image； synthesis； interpretation