(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211346075.6 (22)申请日 2022.10.31 (71)申请人 中国科学院光电技 术研究所 地址 610209 四川省成 都市双流3 50信箱 (72)发明人 崔占刚　陈伯滔　谢庚承　牛仁杰　 马浩统　张美丽　亓波　 (74)专利代理 机构 北京科迪生专利代理有限责 任公司 1 1251 专利代理师 邓治平 (51)Int.Cl. G06T 7/246(2017.01) G06V 10/26(2022.01) G06V 10/80(2022.01) (54)发明名称 一种基于像场分割融合的目标成像跟踪方 法 (57)摘要 本发明涉及一种基于像场分割融合的目标 成像跟踪方法， 采取对像场的区域分割和融合重 构的手段 实现兴趣区域的信息获取， 在此基础上 可实现对区域目标的识别和跟踪， 通过该方法能 够获取大范围兴趣区域的高精度图像信息， 并完 成对图像信息的识别和跟踪。 本发 明能够获取广 域图像信息， 具有更强的目标区域覆盖能力， 可 实现多目标的快速识别跟踪， 对多目标识别跟踪 和大范围区域 监测具有显著优势。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 115546253 A 2022.12.30 CN 115546253 A 1.一种基于像场分割融合的目标成像跟踪方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 步骤一、 对物理信息场的光信息进行收集， 建立曲率像场； 步骤二、 对曲率像场进行分割 、 矫正； 步骤三、 对分割 、 矫正后的曲率像场信息进行融合处 理得到整张图像； 步骤四、 对整张图像进行目标识别和跟踪。 2.根据权利要求1所述的一种基于像场分割融合的目标成像跟踪方法， 其特征在于： 步 骤一中光信息进行收集时光路采用全透射 光学结构， 曲率像场具体为球面结构。 3.根据权利要求1所述的一种基于像场分割融合的目标成像跟踪方法， 其特征在于： 所 述步骤一中 收集的物理信息场的光信息通过同一个物理孔径进入系统， 使得对不同距离的 目标不存在观测视 差。 4.根据权利要求1所述的一种基于像场分割融合的目标成像跟踪方法， 其特征在于： 步 骤二中曲率像场分割过程中进行均匀分割。 5.根据权利要求1所述的一种基于像场分割融合的目标成像跟踪方法， 其特征在于： 步 骤二对曲率像场进行分割 、 矫正具体包括： 在所构建曲率像场的基础上， 利用次级阵列系统对曲率像场进行分割矫正， 次级阵列 系统由多组模块化单元组成， 各模块化单元空间阵列排布， 每个模块化单元 由像场分割透 镜、 孔径光栏、 像场矫正镜、 传感器构成， 像场分割透镜用于偏转对应像场区域的光线， 使其 进入镜筒， 经过孔径光栏传输， 从而实现对曲率像场的分割； 经过孔径光栏的光线进入像场 矫正透镜， 像场矫正镜对相 应的像场区域进行平场矫正； 次级阵列系统同时工作即完成区 曲率像场的分割 、 矫正。 6.根据权利要求1所述的一种基于像场分割融合的目标成像跟踪方法， 其特征在于： 步 骤三对分割 、 矫正后的曲率像场信息进行融合处 理得到整张图像具体包括： a)图像预处理， 包括数字图像信息处理的基本操作、 建立图像的匹配模板以及对图像 进行变换操作； b)图像配准， 采用匹配策略， 找出待融合图像中的模板或特征点在参考图像中对应的 位置， 进而确定两幅图像之间的变换关系； c)建立变换模型， 根据模板或者图像特征之间的对应关系， 计算出数学模型中的各参 数值， 从而建立两幅图像的数 学变换模型； d)统一坐标变换， 根据建立的数学转换模型， 将待融合图像转换到参考图像的坐标系 中， 完成统一 坐标变换； e)融合重构， 将待处 理图像的重合区域进行融合处 理得到平 滑无缝全景图像。 7.根据权利要求6所述的一种基于像场分割融合的目标成像跟踪方法， 其特征在于： 步 骤a)中基本操作包括去噪、 边缘提取和 /或直方图处理； 对图像进行傅里叶变换和 /或小波 变换操作。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115546253 A 2一种基于像场分割融合的目标成像跟踪 方法 技术领域 [0001]本发明属于光电工程领域， 具体涉及一种基于像场分割融合的目标成像跟踪方 法。 背景技术 [0002]近几十年来由于光学、 电子和自动控制等学科技术的深入发展， 信息成像和目标 跟踪技术手段也在不断提高， 各类成像跟踪系统被提出并应用于工程实践， 但是这类系统 存在瞬时覆盖范围、 探测跟踪精度、 探测视差之间的矛盾关系， 即无法再进行广域瞬时区域 覆盖下实现高精度 的探测跟踪， 或无法在实现高精度探测跟踪下进行广域的瞬时视场覆 盖， 或在广域瞬时区域视场覆盖以及高精度跟踪下无法避免视场重而造成目标丢失， 这使 得当前的单套系统无法进 行大范围内多目标的快速高精度探测跟踪， 无法满足更加复杂场 景下的应用需求。 当前 的高精度跟踪系统主要采用基于机械式的万向架结构或一维、 二维 摆扫式机械结构， 其中万向架结构具有跟踪精度高、 运动范围大的优点， 但是瞬时覆盖范围 小， 对多目标进行跟踪时需要进行机械远动切换， 因此， 速度慢， 易丢失目标， 而基于一维、 二维摆扫式的跟踪系统与前者具有相同的缺点， 并且跟踪范围更小。 对于基于广角成像光 学结构实现的跟踪系统， 存在探测跟踪精度低 或存在视差的问题， 无法实现高精度及稳定 跟踪。 发明内容 [0003]本发明解决的主要问题是： 克服现有方法、 技术的不足和缺陷， 提供一种基于像场 分割融合的目标成像跟踪方法， 可实现大 范围区域覆盖的高精度探测跟踪。 [0004]本发明解决上述技术问题采用的技术方案是： 一种基于像场分割融合的目标成像 跟踪方法， 包括如下步骤： [0005]步骤一、 对物理信息场的光信息进行收集， 建立曲率像场； [0006]步骤二、 对曲率像场进行分割 、 矫正； [0007]步骤三、 对分割 、 矫正后的曲率像场信息进行融合处 理得到整张图像； [0008]步骤四、 对整张图像进行目标识别和跟踪。 [0009]进一步地， 步骤一中光信息进行收集时光路采用全透射光学结构， 曲率像场具体 为球面结构。 [0010]进一步地， 所述步骤一中收集的物理信息场的光信息通过同一个物理孔径进入系 统， 使得对不同距离的目标不存在观测视 差。 [0011]进一步地， 步骤二中曲率像场分割过程中进行均匀分割。 [0012]进一步地， 步骤二对曲率像场进行分割 、 矫正具体包括： [0013]在所构建曲率像场的基础上， 利用次级阵列系统对曲率像场进行分割矫正， 次级 阵列系统由多组模块化单元组成， 各模块化单元空间阵列排布， 每个模块化单元 由像场分 割透镜、 孔径光栏、 像场矫正镜构成， 其中像场分割透镜用于偏转对应像场区域的光线， 使说　明　书 1/4 页 3 CN 115546253 A 3