Анализ чувствительности алгоритмов для отслеживания объектов в тепловом изображении

 

Наташа Влаховић

Стевица Граовац

 

В военных применениях отслеживания целей всегда были интересной и сложной проблемой. В настоящее время они применяются и в гражданских заявках, особенно в тех, которые занимаются надзором и наблюдением. До сих пор, пока почти термовизия рассматривалась только в военных целях, из-за цены и размера камеры. Кроме того, качество теплового изображения не было так хорошим, как качество изображения с визуальной камеры. Ситуация изменилась, и теперь термовизия широко используется в большом количестве приложений. Тепловое изображение отличается от изображения с визуальной камеры, поскольку оно измеряет разницу температур между объектами и фоном. Из-за этого тепловые камеры имеют приоритет над телевизионными камерами, потому что они могут использоваться в условиях низкой освещённости и в темноте. В настоящей работе исследуются алгоритмы для грубой и быстрой оценки местоположения объекта интереса в тепловом изображении, где целью является небольшой беспилотный летательный аппарат. Три различные функции дескриптора были протестированы при отслеживании объектов тепловой камерой. Функции дескриптора широко используются при обработке телевизионных изображений, но цель этой статьи - изучить возможность их использования в тепловых изображениях. Вот почему три разных функций дескриптора отличаются из трёх разных семейств: FREAK (быстрая сетчатка ключевого пункта), SURF  (ускоренные надёжные функции ) и MSER (максимальные стабильные экстремальные регионы). Алгоритмы были протестированы в случае перевода, поворота, размытия, изменения размеров объекта интереса, а также и в случае пропущенного изображения. Поскольку ни один алгоритм не демонстрирует отличную производительность в разных ситуациях, предлагается новый многофазный алгоритм. Этот алгоритм основан на комбинации алгоритмов MSER и SURF,  с целью использования преимуществ каждого из них в разных реальных ситуациях. Полученные результаты показывают, что из проверенных алгоритмов наилучшие характеристики были показаны новым многофазным алгоритмом. Все эти алгоритмы реализованы в программном пакете Matlab.

 

Kлючевые слова: отслеживание целей, оценка ситуации, тепловое изображение, алгоритм, функции дескриптора