题目：红外动目标自适应跟踪技术的研究

本文研究的主要内容为红外运动目标自适应跟踪算法的实现。作为一个重要的研究领域，红外目标的跟踪吸引了大批专家级的研究学者参与。尽管此领域已经提出了不少算法，但真正能实际运作的寥寥可数，大多还处在实验研究阶段。面对这种情况，本文试图在前人工作的基础上，通过红外预处理技术、目标跟踪算法的研究和总结，探索出一个适用的红外运动目标自适应跟踪算法，并期望在此基础上用DSP实现跟踪方案。本文的主要研究内容和工作包括以下几个方面：1 对各种红外预处理技术进行了简要的分析，针对红外图像序列信噪比低、图像模糊等特点，结合前人研究成果，归纳总结了几种有效的红外图像预处理方法，并以此为基础，开发了基于局部Top-Hat形态学滤波的红外预处理算法。2 介绍了运动目标跟踪方法的研究现状，论述了均值平移算法不能在目标图像尺寸变化情况下自适应跟踪窗口的缺点，并由此引出参数密度估计方法，详细阐述了期望极大化(EM, Expectation Maximization)参数估计理论及该方法在运动目标跟踪中的应用。 3针对红外视频图像的特点，提出了一种基于期望极大化算法的红外运动目标鲁棒自动跟踪方法。首先利用局部Top-Hat形态学滤波进行背景抑制和去噪，并通过平台直方图技术突出跟踪区域的红外目标灰度信息；然后以考虑了像素空间位置信息的高斯加权直方图建立目标的灰度特征模板；最后通过EM迭代计算来估计出各密度分布的极大似然函数的参数集，并由此确定跟踪目标的位置和形状尺寸。实现了稳定的红外动目标自适应跟踪算法。4 结合局部Top-Hat形态学滤波的目标检测方法和期望极大化跟踪算法，在高性能的DSP(TMS320DM642)上完成了实时红外目标的跟踪算法；另外，以闻亭TDS642EVM板为核心，搭建了主动视觉动目标跟踪系统，实验证明该系统性能可靠，跟踪效果基本满足要求。