Verfahren zur Segmentierung und Verfolgung von Bildobjekten

Für die unterschiedlichen Bildstrukturen existieren verschiedene Analyseverfahren:

Monotonie-Operator

Klecksförmige Objekte (so genannte Flecken) sind bereits sehr früh in der Prozesskette erkennbar. Sie können in allen drei Phasen gut verfolgt werden, beispielsweise mit dem Monotonie-Operator. Werden diese Flecken über mehrere Bilder hinweg analysiert und gruppiert, entsteht ein so genanntes Fleckengerüst. Die Anordnung der Flecken kann typisch für ein bestimmtes Objekt sein, was die Klassifikation später erleichtert.

 

Kontur- bzw. kantenbasierte Verfolgung

Eine Objektdetektion und -verfolgung auf Kontur- bzw. Kantenbasis macht häufig erst in der dritten Phase Sinn, wenn das Objekt vergleichsweise gut erkennbar ist.

 

Adaptive Schwellwertoperation

Ein Bild mit beliebig vielen Graustufen wird in ein Schwarz-Weiß-Bild mit nur zwei Farbwerten umgewandelt (binarisiert): weiße Bereiche stellen Zielobjekte dar, schwarze Bereiche den Hintergrund. Die Schwierigkeit besteht darin, den Schwellenwert zu finden, bei dem nicht zu viele oder zu wenige Bildpixel den Zielobjekten zugeteilt werden. Sonst entstehen zu viele Zielobjekte oder ein Teil des Zielobjekts wird ausgeblendet. Selektive Objektverfolgung durch Trajektorienauswertung

Hier werden potentielle Bildobjekte in aufeinanderfolgenden Bildern gruppiert. Danach muss ein Algorithmus entscheiden, welche Gruppierungen in aufeinanderfolgenden Bildern das gleiche Objekt zeigen. Durch Relativbewegungen zwischen Kamera und bewegten Objekten sowie perspektivische Verzerrungen können sich die abgebildeten Bewegungsabläufe eines Objekts im Bild abrupt ändern.

 

Bilder 1-3: Die Flugbewegung eines Objekts über mehrere Bilder hinweg dargestellt.

Sicherheitstechnik Flugzeug Tracking
Sicherheitstechnik Tracking Flugzeug
Sicherheitstechnik Tracking Flugzeug
Sicherheitstechnik Tracking Flugzeug
Sicherheitstechnik Tracking Flugzeug
Sicherheitstechnik Tracking Flugzeug

Bild 4: Objektverfolgung durch Trajektorienauswertung:
Phase 1: rot, Phase 2: cyan, Phase 3: gelb.
Die Trajektorie orientiert sich an der in den oberen Bildern gezeigten Flugbewegung. Die komplexe Form der Trajektorie beruht auf den zusätzlichen Bewegungen des kameratragenden Flugzeugs.

Flugzeug Trajektorie - Sicherheitstechnik
Flugzeug Trajektorie