基于红外视频的目标色彩分析研究(2)

　　（2）红外视频影像背景单一，噪声较小，灰度值低，通常稳定在20～30之间，有助于对背景色彩的分析。这既与实际场景有关，也与物理监测手段有关，要依靠合适的计算机滤镜处理。

　　（3）目标不能太多，通常针对一个目标进行监测。目标亮度呈现不均匀性分布。探测目标边缘呈现高亮的状态，具有大致的形同性，内部也存在暗斑点和中亮区域。

　　（4）红外影像成像的帧和帧之间目标亮度有较大范围的变化。虽然背景亮度低于目标低亮时的边缘亮度，但高亮的目标，周围会有不规则光晕附着，比目标低亮处的边缘亮度要高。所以，在区别目标边缘和背景而选择一个科学的阀值较难。

　　（5）帧与帧之间的目标参数有较大差异，通常，所探测目标大小和位置不好剧烈变化，但目标亮度突变的可能性较大。业务红外发光装置不是理想的光源，其自身小幅度的旋转也会导致影像中目标的亮度的剧烈变化。

　　3.2 红外视频目标色彩分析处理步骤

　　为了精确和快速探测到目标，只对目标边缘的固定数量的点做哈弗随机转换。为对目标边缘上的点进行框定，采取在影像中设置扫描线的技术，计算扫描线与目标边缘交互点的技术。设置扫描线的时候，要注意借助上一帧探测的信息。分析处理在高性能计算机上依托数理处理软件来模拟进行，计算机要求配置为四核处理器，内存为4 G或以上，存储至少保持50 G的空间，以暂时存储从红外视频中分离出的抽样。处理算法采用哈弗模式进行，所采集的抽样要有代表性，并要满足一定数量要求。以上措施可保障结果的科学性和可利用性。

　　处理技术过程为：第一步，对抽样处理当前帧图像，采用计算算法，得到自适应色彩阀值，来对目标边缘和背景进行分割。第二步，如果是上一阵监测到的目标图形，利用该图形色彩参数，确定N条扫描线的参数，同时，根据实际情况调整参数，以得到与当前帧目标图形的2N个交点。如果当前帧上一帧没有监测到图形，或者用传统方法在当前帧不能确定所有扫描线的参数，就对当前图形进行检索，直到可以确定扫描线的参数为止。第三步，对这2N个点做哈弗随机转换，得到当前帧的目标图形的相关参数。

　　3.3 自适应阀值的确定

　　对目标物体色彩的分析，必须找到一个科学的阀值测定方法，以区别背景和目标的色彩。可以在横轴、纵轴方向各进行10%的抽样，对当前帧图形色彩进行抽样，得到M个点，原图像则有100M个点。对灰度值构建序列f1，f2，f3…，fm，通过抽样和哈弗转换，这对红外影像目标图形色彩的分析是足够的。

　　对序列以加权平均的计算方法进行阀值的计算，设阀值：

　　U=

　　这里的0≤Wi≤1，并且

　　因为目标色彩亮度比背景色彩亮度高，为了突出目标色彩，要使较大的灰度具备较高的权值。科学的分析是：设

　　Wi=

　　为了凸显理想的色彩分析效果，可以量化灰度值，然后得到的阀值U较为理想，这就可以明显地分离出目标和背景的边缘色彩。

　　4 结语

　　通过红外视频目标色彩处理方法的研究，找到红外视频中图像颜色的变化的规律，从中进行大数据抽样标记，根据规律可以对红外视频中的图像进行物理还原，再通过现场模拟的办法，借助哈弗模式的算法，提取自适应阀值作为参照，可以找出相关灰度下的真实的物体的颜色事物，对干扰物体排除，能准确的指导寻找目标工作，为排查提供方向，节省人力物力，为刑侦工作提供参考和借鉴，可以进一步研究算法模式的优化，以提高色彩处理的效率和准确度，为推广应用打下基础。

　　参考文献

　　[1] Perry C M，Watkins S. Non-Contact Vital Sign Monitoring via Ultra-Wideband Radar，Infrared Video，and Remote Photoplethysmography：Viable Options for Space Exploration Missions[M].National Aeronautics and Space Administration， Johnson Space Center，2011.

　　[2] 白宏刚.红外夜视技术及其军事应用[J].现代物理知识，2011，23（6）：44-46.

　　[3] 谭本军.红外图像降噪系统的实现[J]. 卷宗，2012（11）：67-68.

　　[4] 许敏，周鸣，韩浩江，等.红外检测技术在变配电站实时视频监测系统的应用[J].华东电力，2011，39（4）：661-663.

　　[5] 潘媛媛.红外高清网络监控摄像机的设计与实现[D].复旦大学，2010.

　　[6] 王杰，黄志刚，白凤春.红外线成像技术在电力系统的应用[J].电力安全技术，2010（3）：65-66.

　　[7] 陈思燕.基于目标检测的视频智能监控系统设计与实现[J].2011.

　　[8] 于秀文.农行网络视频监控系统的设计[D].山东大学，2011.

　　[9] 朱丽青.基于改进VFC活动轮廓模型的红外图像轮廓提取及视频跟踪[D].云南大学，2010.