1.本发明涉及目标识别技术领域，尤其涉及一种红外图像中运动目标的判定方法及装置。
背景技术：2.红外目标检测技术主要利用背景和目标之间的红外辐射差异来进行目标检测。红外远程预警探测类系统的重要衡量指标是对弱小目标的检测能力，此类系统中的兴趣目标主要为运动目标。在待检测的目标与探测器的距离很远时，目标的光谱能量经过大气传输，在大气扰动、光学散射和衍射等影响下，探测器靶面能接收到的目标光谱辐照度很小，导致目标的信噪比很低。同时，在下视场景中，地面环境条件往往较为复杂，且存在着较多与目标非常相似的地面亮斑。此外，远距离目标在红外图像中的面积很小，与盲、闪元很难区分，造成红外图像中存在较多类似目标的虚警干扰，无法准确识别运动目标。
技术实现要素：3.本发明提供一种红外图像中运动目标的判定方法及装置，用以至少解决现有技术中无法准确识别运动目标的问题。
4.本发明第一方面实施例提出一种红外图像中运动目标的判定方法，包括：
5.获取当前帧图像中的所有检测目标，并依次定义每一检测目标为基准目标，计算其他检测目标相对于所述基准目标的相对速度；
6.若所述其他检测目标相对于所述基准目标的相对速度均大于第一速度阈值，则为所述基准目标投票一次；
7.若有且仅有一个所述其他检测目标相对于所述基准目标的相对速度大于第二速度阈值，则为该其他检测目标投票一次；
8.统计各个所述检测目标的得票情况，并判定得票最多的检测目标为运动目标，其他检测目标则为虚警。
9.根据本发明的一些实施例，所述计算其他检测目标相对于所述基准目标的相对速度，包括：
10.获取各个历史帧图像中检测目标的历史坐标值；
11.基于所述历史坐标值，计算其他检测目标相对于所述基准目标的相对速度。
12.根据本发明的一些实施例，所述基于所述历史坐标值，计算其他检测目标相对于所述基准目标的相对速度，包括：
13.基于公式1计算其他检测目标相对于所述基准目标的相对速度v：
14.v＝|(s2-s1)/t|公式1，
15.其中，s1表示其他检测目标与所述基准目标最早位于同一历史帧图像时的距离，s2表示该其他检测目标与基准目标在当前帧图像中的距离，s1与s2的距离单位是像素，t表示该历史帧图像与当前帧图像的帧数差值。
16.根据本发明的一些实施例，所述计算其他检测目标相对于所述基准目标的相对速度，包括：
17.计算其他检测目标与所述基准目标的距离，当且仅当所述距离小于等于预设距离时，计算该其他检测目标相对于所述基准目标的相对速度。
18.根据本发明的一些实施例，所述获取各个历史帧图像中检测目标的历史坐标值，包括：
19.获取与所述当前帧图像距离大于第一阈值个历史帧图像的第二阈值个历史帧图像；
20.获取各个所述第二阈值个历史帧图像中检测目标的历史坐标值。
21.根据本发明的一些实施例，所述方法还包括：
22.统计检测目标判定为运动目标的连续帧数，当且仅当所述连续帧数大于帧数阈值时，将所述运动目标判定为真实运动目标。
23.根据本发明的一些实施例，所述第一速度阈值与所述第二速度阈值相等，均为0.2像素/帧。
24.本发明第二方面实施例提出一种红外图像中运动目标的判定装置，包括：
25.运动信息提取单元，用于获取当前帧图像中的所有检测目标，并依次定义每一检测目标为基准目标，计算其他检测目标相对于所述基准目标的相对速度；
26.投票统计单元，用于依据如下规则进行投票：
27.若所述其他检测目标相对于所述基准目标的相对速度均大于第一速度阈值，则为所述基准目标投票一次；
28.若有且仅有一个所述其他检测目标相对于所述基准目标的相对速度大于第二速度阈值，则为该其他检测目标投票一次；
29.所述投票统计单元还用于在投票完毕后统计各个所述检测目标的得票情况，并判定得票最多的检测目标为运动目标，其他检测目标则为虚警。
30.本发明第三方面实施例提出一种红外图像中运动目标的判定设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如第一方面实施例中任一项所述的红外图像中运动目标的判定方法的步骤。
31.本发明第四方面实施例提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有信息传递的实现程序，所述程序被处理器执行时实现如第一方面实施例中任一项所述的红外图像中运动目标的判定方法的步骤。
32.采用本发明的技术方案，通过计算检测目标之间的相对速度，按照预设的投票规则进行遍历型投票，将得票最多的检测目标判定为运动目标。大幅度降低了弱小运动目标检测中的虚警率，提高了运动目标的识别准度。
33.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
34.通过阅读下文实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在附图中：
35.图1是本发明实施例中红外图像中运动目标的判定方法的流程示意图；
36.图2是本发明实施例中一种投票情况对应的相对速度示意图；
37.图3是本发明实施例中另一种投票情况对应的相对速度示意图。
具体实施方式
38.下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
39.本发明第一方面实施例提出一种红外图像中运动目标的判定方法，包括：
40.获取当前帧图像中的所有检测目标，并依次定义每一检测目标为基准目标，计算其他检测目标相对于所述基准目标的相对速度。为了方便统计，可以为每一个基准目标建立相对速度统计表。
41.例如，在当前帧图像中获取到三个检测目标，分别为第一检测目标、第二检测目标、第三检测目标。先以第一检测目标为基准目标，计算第二检测目标、第三检测目标与第一检测目标的相对速度，建立第一相对速度统计表。再以第二检测目标为基准目标，计算第一检测目标、第三检测目标与第二检测目标的相对速度，建立第二相对速度统计表。最后以第三检测目标为基准目标，计算第一检测目标、第二检测目标与第二检测目标的相对速度，建立第三相对速度统计表。
42.根据以下所述的投票规则，基于每一个相对速度统计表，为检测目标进行投票。
43.若其他检测目标相对于基准目标的相对速度均大于第一速度阈值，则为这个基准目标投票一次。例如，图2所示为bbox1作为基准目标的相对速度统计表，第一速度阈值为0.2像素/帧。参考图2，bbox1为基准目标，bbox2、bbox3、bbox4、bbox5作为其他检测目标，bbox2、bbox3、bbox4、bbox5与bbox1的相对速度均大于0.2像素/帧，则为基准目标bbox1投票一次。
44.若有且仅有一个其他检测目标相对于基准目标的相对速度大于第二速度阈值，则为这个其他检测目标投票一次。例如，参考图3，图3所示为bbox1作为基准目标的相对速度统计表，第二速度阈值为0.2像素/帧。bbox1为基准目标，bbox2、bbox3、bbox4、bbox5作为其他检测目标，仅有bbox2的相对速度大于0.2像素/帧，则为其他检测目标bbox2投票一次。
45.遍历所有相对速度统计表进行投票，统计各个检测目标的得票情况，并判定得票最多的检测目标为运动目标，其他检测目标则为虚警。
46.采用本发明实施例的技术方案，通过计算检测目标之间的相对速度，按照预设的投票规则进行遍历型投票，将得票最多的检测目标判定为运动目标。大幅度降低了弱小运动目标检测中的虚警率，提高了运动目标的识别准度。
47.在上述实施例的基础上，进一步提出各变型实施例，在此需要说明的是，为了使描
述简要，在各变型实施例中仅描述与上述实施例的不同之处。
48.根据本发明的一些实施例，所述计算其他检测目标相对于所述基准目标的相对速度，包括：
49.获取各个历史帧图像中检测目标的历史坐标值。例如，可以为每个检测目标建立批次，一个批次内包括该检测目标所有的历史坐标位置及对应的时间帧号，方便后续对目标之间进行匹配计算相对速度。
50.基于所述历史坐标值，计算其他检测目标相对于所述基准目标的相对速度。
51.根据本发明的一些实施例，所述基于所述历史坐标值，计算其他检测目标相对于所述基准目标的相对速度，包括：
52.基于公式1计算其他检测目标相对于所述基准目标的相对速度v：
53.v＝|(s2-s1)/t|公式1，
54.其中，s1表示其他检测目标与所述基准目标最早位于同一历史帧图像时的距离，s2表示s1中的这个其他检测目标与基准目标在当前帧图像中的距离，s1与s2的距离单位是像素，t表示该历史帧图像与当前帧图像的帧数差值。
55.根据本发明的一些实施例，所述计算其他检测目标相对于所述基准目标的相对速度，包括：计算其他检测目标与所述基准目标的距离，当且仅当所述距离小于等于预设距离时，计算该其他检测目标相对于所述基准目标的相对速度。例如，两个检测目标之间的距离小于等于当前帧图像的20个像素值时，将这两个检测目标认定为可关联目标，进而计算其相对速度。
56.根据本发明的一些实施例，对不能关联的检测目标，分别为其单独设立批次，在其批次中存储该检测目标的位置信息以及对应的时间帧号，以便后续可产生关联时对其进行相对速度计算。
57.根据本发明的一些实施例，判定为运动目标后将其作为输出结果向控制中心或者终端进行上报，运动目标发生变化时，更新上报记录。
58.根据本发明的一些实施例，所述获取各个历史帧图像中检测目标的历史坐标值，包括：获取与所述当前帧图像距离大于第一阈值个历史帧图像的第二阈值个历史帧图像。获取各个所述第二阈值个历史帧图像中检测目标的历史坐标值。例如，在计算检测目标之间的相对速度时，选取与当前帧的距离大于总存储帧数一半的帧来计算相对速度。例如当前帧为第n帧，总存储前100帧的信息，则在计算运动信息时，采用n-100帧至n-50帧的信息进行计算。这样可以提出每一帧上报结果自带的位置差异，排除相机抖动等因素带来的误差。
59.根据本发明的一些实施例，所述方法还包括，统计检测目标判定为运动目标的连续帧数，当且仅当所述连续帧数大于帧数阈值时，判定其为真实运动目标，否则，判定为虚警。
60.根据本发明的一些实施例，帧数阈值是100。
61.根据本发明的一些实施例，帧数阈值应当大于投票结果保存帧数的2倍，所述投票结果保存帧数是统计投票结果时所使用的帧数，这样可以避免几帧内的错误投票结果在较长的周期内连续影响统计结果，有效减少虚警目标的上报概率。
62.根据本发明的一些实施例，第一速度阈值与第二速度阈值相等，均为：0.2像素/
帧。
63.本发明第二方面实施例提出一种红外图像中运动目标的判定装置，包括：
64.运动信息提取单元，用于获取当前帧图像中的所有检测目标，并依次定义每一检测目标为基准目标，计算其他检测目标相对于所述基准目标的相对速度。
65.例如，在当前帧图像中获取到三个检测目标，分别为第一检测目标、第二检测目标、第三检测目标。先以第一检测目标为基准目标，计算第二检测目标、第三检测目标与第一检测目标的相对速度，建立第一相对速度统计表。再以第二检测目标为基准目标，计算第一检测目标、第三检测目标与第二检测目标的相对速度，建立第二相对速度统计表。最后以第三检测目标为基准目标，计算第一检测目标、第二检测目标与第二检测目标的相对速度，建立第三相对速度统计表。
66.投票统计单元，用于依据如下规则进行投票：
67.若所述其他检测目标相对于所述基准目标的相对速度均大于第一速度阈值，则为所述基准目标投票一次。例如，图2所示为bbox1作为基准目标的相对速度统计表，第一速度阈值为0.2像素/帧。参考图2，bbox1为基准目标，bbox2、bbox3、bbox4、bbox5作为其他检测目标，bbox2、bbox3、bbox4、bbox5与bbox1的相对速度均大于0.2像素/帧，则为基准目标bbox1投票一次。
68.若有且仅有一个所述其他检测目标相对于所述基准目标的相对速度大于第二速度阈值，则为该其他检测目标投票一次。例如，参考图3，图3所示为bbox1作为基准目标的相对速度统计表，第二速度阈值为0.2像素/帧。bbox1为基准目标，bbox2、bbox3、bbox4、bbox5作为其他检测目标，仅有bbox2的相对速度大于0.2像素/帧，则为其他检测目标bbox2投票一次。
69.所述投票统计单元还用于在投票完毕后统计各个所述检测目标的得票情况，并判定得票最多的检测目标为运动目标，其他检测目标则为虚警。
70.采用本发明实施例的技术方案，通过计算检测目标之间的相对速度，按照预设的投票规则进行遍历型投票，将得票最多的检测目标判定为运动目标。大幅度降低了弱小运动目标检测中的虚警率，提高了运动目标的识别准度。
71.在上述实施例的基础上，进一步提出各变型实施例，在此需要说明的是，为了使描述简要，在各变型实施例中仅描述与上述实施例的不同之处。
72.根据本发明的一些实施例，所述计算其他检测目标相对于所述基准目标的相对速度，包括：
73.获取各个历史帧图像中检测目标的历史坐标值。例如，可以为每个检测目标建立批次，一个批次内包括该检测目标所有的历史坐标位置及对应的时间帧号，方便后续对目标之间进行匹配计算相对速度。
74.基于所述历史坐标值，计算其他检测目标相对于所述基准目标的相对速度。
75.根据本发明的一些实施例，所述基于所述历史坐标值，计算其他检测目标相对于所述基准目标的相对速度，包括：
76.基于公式1计算其他检测目标相对于所述基准目标的相对速度v：
77.v＝|(s2-s1)/t|公式1，
78.其中，s1表示其他检测目标与所述基准目标最早位于同一历史帧图像时的距离，
s2表示s1中的这个其他检测目标与基准目标在当前帧图像中的距离，s1与s2的距离单位是像素，t表示该历史帧图像与当前帧图像的帧数差值。
79.根据本发明的一些实施例，所述计算其他检测目标相对于所述基准目标的相对速度，包括：计算其他检测目标与所述基准目标的距离，当且仅当所述距离小于等于预设距离时，计算该其他检测目标相对于所述基准目标的相对速度。例如，两个检测目标之间的距离小于等于当前帧图像的20个像素值时，将这两个检测目标认定为可关联目标，进而计算其相对速度。
80.根据本发明的一些实施例，对不能关联的检测目标，分别为其单独设立批次，在其批次中存储该检测目标的位置信息以及对应的时间帧号，以便后续可产生关联时对其进行相对速度计算。
81.根据本发明的一些实施例，判定为运动目标后将其作为输出结果向控制中心或者终端进行上报，运动目标发生变化时，更新上报记录。
82.根据本发明的一些实施例，所述获取各个历史帧图像中检测目标的历史坐标值，包括：获取与所述当前帧图像距离大于第一阈值个历史帧图像的第二阈值个历史帧图像。获取各个所述第二阈值个历史帧图像中检测目标的历史坐标值。例如，在计算检测目标之间的相对速度时，选取与当前帧的距离大于总存储帧数一半的帧来计算相对速度。例如当前帧为第n帧，总存储前100帧的信息，则在计算运动信息时，采用n-100帧至n-50帧的信息进行计算。这样可以提出每一帧上报结果自带的位置差异，排除相机抖动等因素带来的误差。
83.根据本发明的一些实施例，所述投票统计单元还用于，统计检测目标判定为运动目标的连续帧数，当且仅当所述连续帧数大于帧数阈值时，判定其为真实运动目标，否则，判定为虚警。
84.根据本发明的一些实施例，帧数阈值是100。
85.根据本发明的一些实施例，帧数阈值应当大于投票结果保存帧数的2倍，所述投票结果保存帧数是统计投票结果时所使用的帧数，这样可以避免几帧内的错误投票结果在较长的周期内连续影响统计结果，有效减少虚警目标的上报概率。
86.根据本发明的一些实施例，第一速度阈值与第二速度阈值相等，均为：0.2像素/帧。
87.下面以一个具体的实施例详细描述红外图像中运动目标的判定方法。
88.值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对本发明的具体限制。凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。
89.在本实施例中，参考图1，当前帧中上报有n个检测目标。首先分别为每个检测目标设立对应的批次，不同的批次中存储有对应的检测目标的在不同帧图像中的位置及时间帧号。对当前帧的检测目标进行关联，将可关联的检测目标从其对应的批次中提取相关信息。依次定义每一检测目标为基准目标，依据如下所述的公式1计算其他检测目标相对于所述基准目标的相对速度v：
90.v＝|(s2-s1)/t|公式1，
91.其中，s1表示其他检测目标与所述基准目标最早位于同一历史帧图像时的距离，s2表示s1中的这个其他检测目标与基准目标在当前帧图像中的距离，s1与s2的距离单位是
像素，t表示该历史帧图像与当前帧图像之间的帧数差值。
92.在计算完相对速度后，为每一个基准目标设立相对速度统计表，参考图2或图3。遍历相对速度统计表，按照如下规则进行投票：
93.若所述其他检测目标相对于所述基准目标的相对速度均大于第一速度阈值，则为所述基准目标投票一次。
94.若有且仅有一个所述其他检测目标相对于所述基准目标的相对速度大于第二速度阈值，则为该其他检测目标投票一次。
95.统计得票最多的检测目标将其判定为运动目标进行输出。
96.采用本实施例中的技术方案，利用图像中检测目标之间的相对速度及预设的投票条件为检测目标进行投票，将得票最多的检测目标输出为运动目标。使得可以在图像抖动、目标及视场移动等情况下，准确的判定运动目标，降低了弱小运动目标检测中的虚警率。且本方案中的处理方式不包括图像学处理，因此占用计算资源少，提高了处理速度。
97.本发明第三方面实施例提出一种红外图像中运动目标的判定设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如第一方面实施例中任一项所述的红外图像中运动目标的判定方法的步骤。
98.需要说明的是，本实施例所述计算机可读存储介质包括但不限于为：rom、ram、磁盘或光盘等。所述处理器可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等。
99.本发明第四方面实施例提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有信息传递的实现程序，所述程序被处理器执行时实现如第一方面实施例中任一项所述的红外图像中运动目标的判定方法的步骤。
100.需要说明的是，在本说明书的描述中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
技术特征：1.一种红外图像中运动目标的判定方法，其特征在于，包括：获取当前帧图像中的所有检测目标，并依次定义每一检测目标为基准目标，计算其他检测目标相对于所述基准目标的相对速度；若所述其他检测目标相对于所述基准目标的相对速度均大于第一速度阈值，则为所述基准目标投票一次；若有且仅有一个所述其他检测目标相对于所述基准目标的相对速度大于第二速度阈值，则为该其他检测目标投票一次；统计各个所述检测目标的得票情况，并判定得票最多的检测目标为运动目标，其他检测目标则为虚警。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算其他检测目标相对于所述基准目标的相对速度，包括：获取各个历史帧图像中检测目标的历史坐标值；基于所述历史坐标值，计算其他检测目标相对于所述基准目标的相对速度。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述历史坐标值，计算其他检测目标相对于所述基准目标的相对速度，包括：基于公式1计算其他检测目标相对于所述基准目标的相对速度v：v＝|(s2-s1)/t|
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公式1，其中，s1表示其他检测目标与所述基准目标最早位于同一历史帧图像时的距离，s2表示该其他检测目标与基准目标在当前帧图像中的距离，s1与s2的距离单位是像素，t表示该历史帧图像与当前帧图像的帧数差值。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算其他检测目标相对于所述基准目标的相对速度，包括：计算其他检测目标与所述基准目标的距离，当且仅当所述距离小于等于预设距离时，计算该其他检测目标相对于所述基准目标的相对速度。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取各个历史帧图像中检测目标的历史坐标值，包括：获取与所述当前帧图像距离大于第一阈值个历史帧图像的第二阈值个历史帧图像；获取各个所述第二阈值个历史帧图像中检测目标的历史坐标值。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：统计检测目标判定为运动目标的连续帧数，当且仅当所述连续帧数大于帧数阈值时，将所述运动目标判定为真实运动目标。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一速度阈值与所述第二速度阈值相等，均为0.2像素/帧。8.一种红外图像中运动目标的判定装置，其特征在于，包括：运动信息提取单元，用于获取当前帧图像中的所有检测目标，并依次定义每一检测目标为基准目标，计算其他检测目标相对于所述基准目标的相对速度；投票统计单元，用于依据如下规则进行投票：若所述其他检测目标相对于所述基准目标的相对速度均大于第一速度阈值，则为所述基准目标投票一次；
若有且仅有一个所述其他检测目标相对于所述基准目标的相对速度大于第二速度阈值，则为该其他检测目标投票一次；所述投票统计单元还用于在投票完毕后统计各个所述检测目标的得票情况，并判定得票最多的检测目标为运动目标，其他检测目标则为虚警。9.一种红外图像中运动目标的判定设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的红外图像中运动目标的判定方法的步骤。10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有信息传递的实现程序，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的红外图像中运动目标的判定方法的步骤。
技术总结本发明公开了一种红外图像中运动目标的判定方法及装置。红外图像中运动目标的判定方法包括：获取当前帧图像中的所有检测目标，并依次定义每一检测目标为基准目标，计算其他检测目标相对于基准目标的相对速度；若其他检测目标相对于基准目标的相对速度均大于第一速度阈值，则为基准目标投票一次；若有且仅有一个其他检测目标相对于基准目标的相对速度大于第二速度阈值，则为该其他检测目标投票一次；统计各个检测目标的得票情况，并判定得票最多的检测目标为运动目标，其他检测目标则为虚警。采用本发明，计算检测目标之间的相对速度，按照预设的投票规则进行遍历型的投票，将得票最多的检测目标判定为运动目标，提高了运动目标的识别准度。动目标的识别准度。动目标的识别准度。
技术研发人员：吕弈 黄成章 乔志平 黄静颖
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第十一研究所
技术研发日：2022.07.05
技术公布日：2022/11/1
