目标检测算法

1、functionMovingTargetDetectionByMMI()%Moving Target Detection%Based on Maximun Mutual Information%EDIT BY PSLCSU%QQ：%Email：%2012-06-01%读文件Im1=imread(001.jpg);Im2=imread(002.jpg);Im3=imread(003.jpg);Im1=rgb2gray(Im1);Im2=rgb2gray(Im2);Im3=rgb2gray(Im3);tic;d12=GetDifferenceImg(Im2,Im1)

2、;d23=GetDifferenceImg(Im2,Im3);d=d12.*d23;se =;for i=1:4d = imfilter(d,se);endfor i=1:2d = medfilt2(d,);end%d=abs(d12-d23).0.7);d=uint8(d/max(max(d)*255);level = graythresh(d);BW = im2bw(d,level);s=regionprops(BW,BoundingBox);figure(1)subplot(2,2,1);imshow(uint8(d12/max(max(d12)*255);title(参考帧与前一帧的差

3、值)subplot(2,2,2);imshow(uint8(d23/max(max(d23)*255);title(参考帧与后一帧的差值)subplot(2,2,3);imshow(BW);title(由前后帧得出的差值)subplot(2,2,4);imshow(Im2);%imshow(d);rectangle(Position,s(1).BoundingBox,Curvature,LineWidth,2,LineStyle,-,EdgeColor,r)title(参考帧与检测结果)%求相邻两帧重合部分差值主函数function outImg=GetDifferenceImg(R,F)=d

4、wt2(R,db1);=dwt2(F,db1);CA1=uint8(CA1);CA2=uint8(CA2);fprintf(n-PSO startn);=PSO(CA1,CA2);while mi0.01 mi_old=mi; =powell(R,F,pa);endfprintf(-Powell endnn);time=toc;fprintf(tx:%.4fty:%.4fang:%.2f mi:%fn,pa(1),pa(2),pa(3),mi);fprintf(time:%fn,time);outImg=GetDifference(pa(1),pa(2),pa(3),R,F);%figure(

5、6);imshow(outImg);%求相邻两帧重合部分差值function outImg=GetDifference(tx,ty,ang,R,F)=size(R);%R=im2double(R);F=im2double(F);theta=ang*pi/180; %旋转角度转弧度cx=floor(n/2); %旋转的中心点cy=floor(m/2);outImg=zeros(m,n);for j=1:m for i=1:n %参考图像在浮动图像平移后的对应点 % x=i-tx;%列 % y=j-ty;% x=(i-cx)*cos(theta)-(j-cy)*sin(theta)+cx-tx;

6、y=(i-cx)*sin(theta)+(j-cy)*cos(theta)+cy-ty; x1=floor(x); y1=floor(y); rval=R(j,i); %图像重合部分求差 if(x1=1&x1=1&y1=1&x1=1&y1m) dy=y1-y;dx=x1-x; %双线性插值 fval=(F(y1+1,x1)-F(y1,x1)*dy+(F(y1,x1+1)-F(y1,x1)*dx+(F(y1+1,x1+1)+F(y1,x1)-F(y1,x1+1)-F(y1+1,x1)*dy*dx+F(y1,x1); hist(fval,rval)=hist(fval,rval)+1; end e

7、ndend%下面求边缘概率密度for i=1:256 ha(i)=sum(hist(i,: ); hb(i)=sum(hist(:,i);end%调用互信息函数out=MI(hist,ha,hb);%下面是求互信息的函数function mi=MI(hist,ha,hb)%hsum = sum(sum(hist);index = find(hist=0);p=hist/hsum;Hab=sum(sum(-p(index).*log(p(index); %联合熵hsum = sum(sum(ha);index = find(ha=0);p = ha/hsum;Ha = sum(sum(-p(in

8、dex).*log(p(index);%边缘熵hsum = sum(sum(hb);index = find(hb=0);p = hb/hsum;Hb = sum(sum(-p(index).*log(p(index);%边缘熵mi = Ha+Hb-Hab;%粒子群算法function =PSO(R,F)%粒子群算法%初始化D=3; %维数ps=30; %种群规模VRmin=ones(D,1)*-20;%最小速度VRmax=ones(D,1)*20; %最大速度VR=;%minmax = 1;pos=40*rand(ps,D)-20;%随机产生初始位置vel=8*rand(ps,D)-4; %

9、产生随机速度% ps=15; %种群规模% VRmin=ones(D,1)*-10;%最小速度% VRmax=ones(D,1)*10; %最大速度% VR=;% %minmax = 1;% pos=20*rand(ps,D)-10;%随机产生初始位置% vel=4*rand(ps,D)-2; %产生随机速度%一些参数maxinterations=20; %最大迭代次数iw=1; %固定权重iw1 = 0.9; % 最大惯性权重iw2 = 0.4;iwe = 15;ac1=2;ac2=2;flagg=1;% ergrd=1e-5;% ergrdep=5; % mv=4;%ergrd=1e-4;

10、ergrdep=5; %mv=4;%初始个体极值pbest=pos;%求初始全局极值for i=1:ps p=pos(i,: ); %第i个粒子位置 out(i)=BI_mi(p(1),p(2),p(3),R,F);%求函数值endpbestval=out; %每个粒子当前函数值=max(pbestval); %全局最优函数值gbest=pbest(idx,: ); %全局极值tr(1)=gbestval; %保存当前全局最优函数值% start PSO iterative procedurescnt=0; % counter used for updating display accordi

11、ng to df in the optionscnt2=0; % counter used for the stopping subroutine based on error convergence%开始迭代for i=1:maxinterations for j=1:ps if flagg=1 % randomization control, one random set for each particle at each epoch rannum1=rand(1); rannum2=rand(1); end p=pos(j,: ); %第i个粒子位置 out(j)=BI_mi(p(1),

12、p(2),p(3),R,F);%求函数值 e(j)=out(j); %更新pbest if pbestval(j)=e(j);%= pbestval(j)=e(j); pbest(j,: )=pos(j,: ); end %更新gbest =max(pbestval); if gbestval=iterbestval %= gbestval=iterbestval; gbest=pbest(idx1,: ); end tr(i+1)=gbestval; te=i; % %更新速度，位置 % if imv vel(j,dimcnt)=mv; end if vel(j,dimcnt)=VR(dim

13、cnt,2) pos(j,dimcnt)=VR(dimcnt,2); end if pos(j,dimcnt)ergrd cnt2=0; elseif tmp1=ergrdep break end endend %迭代结束fprintf(total interations:%dn,i);%OUT=;pa=gbest;mi=gbestval;%POWELL优化算法function =powell(R,F,x)len=5; %搜索区间itmax=30; %最大循环次数e=1e-3; %允许误差%方向矢量矩阵存放d1,d2,d3三个方向矢量D=;%起始点%x0=;x0=x;fx0=BI_mi(x0(

14、1),x0(2),x0(3),R,F);%fx0=pv_mi(x0(1),x0(2),-x0(3),R,F);%循环搜索for k=0:itmax %从起始点出发，沿d1方向搜索，得到最大值fx1,对应点x1 d1=D(1,: ); =oneDimSearch(R,F,x0,d1,len); fprintf(%f,%f,%f,%fn,x1(1),x1(2),x1(3),fx1); %从x1出发，沿d2方向搜索 d2=D(2,: ); =oneDimSearch(R,F,x1,d2,len); fprintf(%f,%f,%f,%fn,x2(1),x2(2),x2(3),fx2); %从x2出发

15、，沿d3方向搜索 d3=D(3,: ); =oneDimSearch(R,F,x2,d3,len); %加速方向 dn=x3-x0; y=sum(dn.*dn); fprintf(%fn,y); fprintf(%f,%f,%f,%fn,x3(1),x3(2),x3(3),fx3); if y=e%满足结束条件，退出循环 %= pa=x3; mi=fx3; return; end %调整搜索方向 %计算目标值下降最多的那个方向 cha=; =max(cha); % xe=2*x3-x0; fe=BI_mi(xe(1),xe(2),xe(3),R,F); %fe=pv_mi(xe(1),xe(2

16、),-xe(3),R,F); %这里求极大值 if (fe= (fx0-fe)*(fx0-fe)*maxcha) %不引入新的方向 %= x0=x3; %下次搜索的新起点 fx0=fx3; else %引进新的方向 %以xn为起点沿dn进行搜索，得到下次搜索的新起点 =oneDimSearch(R,F,x3,dn,len); %替换方向 D(4,: )=dn; for i=j0:3 D(i,: )=D(i+1,: ); end endend%end forpa=x3;mi=fx3;%一维搜索。从-len到len，找出最大值的点function =oneDimSearch(R,F,X,direc

17、tion,len)%一维brent搜索求函数最小值CGOLD =0.;a=-len;b=len;%a=a0;%b=b0;tol=0.01;e=0.0;ITMAX=100;v=a+CGOLD*(b-a);Xv=X+direction*v;%fv=pv_mi(Xv(1),Xv(2),-Xv(3),R,F);fv=BI_mi(Xv(1),Xv(2),Xv(3),R,F);w=v;x=v;fw=fv;fx=fv;for k=0:ITMAX xm=0.5*(a+b); %中点 tol1=tol*abs(x); tol2=2*tol1; %if abs(x-xm)=tol; if abs(x-xm) to

18、l1) r=(x-w)*(fx-fv); q=(x-v)*(fx-fw); p=(x-v)*q-(x-w)*r; %分子 q=2*(q-r); %分母 if (q0) p=-p; end q=abs(q); etemp=e; e=d; if (abs(p) = abs(0.5*q*etemp) | p= q*(b-x) %使用黄金分割 %= if x = xm e=a-x; else e=b-x; end d=CGOLD*e; else %抛物线内插 d=p/q; u=x+d; %u if(u-atol2)%u靠近边界= %= if x xm; d=-abs(tol1); else d=abs

19、(tol1); end end end else %使用黄金分割 if x = xm e=a-x; else e=b-x; end d=CGOLD*e; end%if (abs(e) tol1) if abs(d)=tol1 u=x+d; else if d=0 u=x+abs(tol1); else u=x-abs(tol1); end end Xu=X+direction*u; % fu=pv_mi(Xu(1),Xu(2),-Xu(3),R,F); %函数值 fu=BI_mi(Xu(1),Xu(2),Xu(3),R,F); %函数值 %更新参数if fu=fx if u=x a=x; el

20、se b=x; end v=w;w=x;x=u; fv=fw;fw=fx;fx=fu;else if u=fw | w=x) v=w;w=u; fv=fw;fw=fu; elseif (fu=fv | v=x | v=w) v=u; fv=fu; endendend%end for/x/m)/m)用于检测的原始序列如下：前一帧 001.jpg参考帧 002.jpg后一帧 003.jpg运行结果如下：-PSO start6.,3.,-4.,1.3.,1.,-3.,1.2.,-0.,-2.,1.4.,1.,-0.,1.4.,1.,-0.,1.2.,0.,-0.,1.2.,0.,-0.,1.2.,0.,-0.,1.2.,0.,-0.,1.2.,0.,-0.,1.3.,0.,-0.,1.3.,0.,-0.,1.3.,0.,-0.,1.3.,0.,-0.,1.3.,0.,-0.,1.3.,0.,-0.,1.3.,0.,-0.,1.3.,0.,-0.,1.3.,0.,-0.,1.3.,0.,-0.,1.total interations:20tx:3.ty:0.ang:-0. mi:1.-PSO end-Powell start7.,0.,-0.,1.7.,1.,-0.,1.16.7.,1.,-0.,1.8.,2.,