Deniz gözetlemesi için hareketli hedef takip sistemi

Sahile monte edilmiş sabit kamera ile deniz gözetlemesinde hareketli hedef takip sistemi için öncelikle başarılı bir hedef tespiti yapmak gerekir. Bu sebeple deniz gözetlemesinde hedef tespiti için yapılan incelemede, dalga, dalga köpüğü, dümen suyu, hava durumu, deniz üzerine yansıyan güneş ışığı vb. etkenlerden dolayı dinamik bir ortam olan deniz için kullanılabilecek en iyi metodun, arka plan çıkarımı olduğu görülmüştür. Arka plan çıkarım metodu, görüntülerde oluşturulan bir arka plan modeliyle anlık çerçeveler arasında kıyaslama yaparak piksellerin ön plan mı yoksa arka plan mı olduğuna dair sınıflandırma işlemi yaparak, görüntülerde nesne tespitinde kullanılır. Arka plan çıkarım metodu kullanarak en iyi sonuç veren yöntemler incelendiğinde hareket tespiti için yapılmış ViBE algoritmasının uygun olduğu görülmüştür. Ancak, ViBE algoritması deniz gözetlemesinde çalıştırıldığında, ön plan ve arka plan sınıflandırmasında bazen hatalı değerlendirmelerin olduğu, görüntüde gürültü olabildiği ve hedefin ön plan çıkarım işleminde hedefin tamamını değil, küçük bir kısmını içeren ön plan çıkarabildiği gözlemlenmiştir. Hareketli hedef takip sistemini gerçekleştirmeden önce ViBE algoritmasında bu durumların giderilmesi amacıyla algoritmanın üzerinde bazı geliştirmeler yapılmış ve uygun sonuçlar elde edilmiştir. Bu çalışmada geliştirilen ViBE algoritmasında tatmin edici sonuçlar aldıktan ve bu sonuçları litaratürde incelenen çalışmalardaki sayısal değerlerle kıyaslayıp daha iyi sonuçlar elde edildiği görüldükten sonra, hedef takip sisteminin en önemli adımı olan hedef tespit kısmı tamamlanmıştır. Hedef tespiti yapıldıktan sonra önemli olan çerçeveler arası geçişlerde bu hedefi başarılı bir şekilde takip etmek ve hedef ile ilgili anlık olarak bilgi alınamadığında hedefe ilişkin bilgileri tutarak hedef kısa süre içerisinde tekrar gözüktüğünde hedefi kaldığı yerden takip edebilmektir. Bu sebeple hedef takip sistemi için Blob analizi ve Kalman filtresi kullanılarak hedef takibinin sağlanması amaçlanmıştır. Blob analizi kullanarak çerçeveler arası geçişlerde, hedefe ait çıkartılan ön plan dışında, görüntüde küçük boyutlarda oluşabilen gürültülere ait ön planların değerlendirmeye alınmaması sağlanmıştır. Böylece Blob analizi sadece hedefe ait ön planları diktörtgen içerisine alarak hedef takip sisteminin önemli bir kısmını oluşturmuştur. Hedef takip işlemi yapılırken gürültü, görüntüdeki hızlı değişim gibi nedenlerden dolayı hedef anlık olarak tespit edilemediğinde takibe devam etmek için Kalman filtresi kullanılmıştır. Böylece hedef tekrar tespit edildiğinde takibe devam edilebilmektedir. "Singapore Maritime Dataset" adlı kaynakta, Singapur denizlerinde Canon EF 70-300mm f/4-5.6 IS USM kamera kullanılarak 480x856 çözünürlükte elde edilen RGB görüntüler ile MATLAB üzerinde yapılan çalışmada hedef takibinin sağlandığı görülmüştür.