机动车辆辅助驾驶动态障碍物检测方法

针对背景复杂多变和摄像机的随车运动对机动车辆辅助驾驶系统动态目标检测算法提出的鲁棒性和实时性要求,提出了一种基于快速全局背景运动补偿和改进三帧差分法的快速目标检测算法,基于影像金字塔两步法估计改进SIFT方法,实现快速全局背景运动补偿参数估计,在三帧差分图像上,通过改进假设检验及边缘检测与目标区域相"与"最终实现动态目标的准确检测。实验表明,算法极大地提高了特征配准和动目标检测速度,提高了全局运动补偿参数估计和目标检测的精确性,满足系统的实时性要求。     

一种基于不变特征的视频拼接方法

视频拼接是空中监视的一个关键部分,它有助于人们从全局的角度理解监控场景.视频拼接包括图像的配准和融合两部分.提出了一种基于不变特征的视频拼接方法,它通过相邻两帧的拼接来实现全景图的拼接.该算法配准部分首先采用梯度方向直方图确定相邻两帧的旋转角度;其次检测两幅图像的角点,特征描述采用SIFT,并结合旋转角度对特征点进行粗匹配;然后对粗匹配的结果采用RANSAc算法剔除错误匹配点.融合部分采用灰度加权的方法.实验结果表明,该算法能够有效地进行视频拼接,甚至存在运动目标的干扰下也能够完成拼接,具有鲁棒性好和速度较快的特点.     

基于提升框架检测的空中强机动视频目标跟踪

空中强机动性目标在视频中表现出运动形变剧烈、运动规律难预测且背景特征不明显不稳定等特点,传统的检测跟踪算法不能有效地对其实施检测跟踪.为解决上述问题,提出一种不依赖于帧间运动特性的基于提升框架检测的空中强机动视频目标跟踪算法.首先,利用提升框架实现图像的小波变换,得到目标的高频分量信息.然后,对高频分量进行融合,并提出了目标特征增强的方法,完成单帧图像的目标检测.最后,实现视频序列的实时跟踪.实验结果表明,该算法能够实时、准确地对空中背景下的强机动性目标进行检测跟踪,有效地解决了目标运动形变剧烈、某些帧中存在遮挡而造成后续帧失跟等跟踪困难.     

一种基于改进SIFT的航拍图像自动配准算法

针对传统SIFT算法匹配时间长、错匹配较多等问题,提出了一种基于改进SIFT特征的航拍图像自动配准算法.首先,通过特征点检测时设定检测极值点数目,按照DOG空间层次结构由粗到精来搜索特征点,并使用改进的SIFT特征描述符生成算法;其次,利用最近邻匹配准则进行初步匹配得到初始匹配点对,并采用双向匹配方法对匹配特征点对进行筛选;然后,基于马氏距离的特征点相似度量方法进行二次匹配,并使用RANSAC算法求取仿射变换模型;最后,通过双线性插值对变换后的图像进行重采样和插值.实验结果表明:该算法可以实现航拍图像之间的有效配准,在配准性能上优于传统SIFT算法.     

基于多约束条件的车载序列图像拼接方法

提出了一种适用于环境测量的车载序列图像拼接方法:首先,对消除畸变后的序列图像相邻帧提取特征点,并采用一种基于多约束条件的匹配算法得到3个正确匹配点对;然后,运用最小二乘法求解图像刚体变换模型参数;最后,通过一种全局配准策略实现序列图像的拼接.试验结果表明:基于多约束条件的配准算法与基于随机抽样一致性(RANdom SAmple Consensus,RANSAC)的配准算法相比,计算效率明显提高,且所得序列图像拼接图具有较高的环境测量精度.     

针对旋转和平移的一种电子稳像算法

提出了一种新的基于Fourier-Mellin的电子稳像算法,用于消除由于推扫平台系统姿态不稳所造成的图像抖动。采用Fourier-Mellin算法和相位相关算法求取待稳定图像帧与参考图像帧之间的旋转角度和缩放及平移参数,并通过校正一组抖动的图像帧来验证所提出的算法。实验结果表明算法很好地估计并补偿了旋转和平移运动,能够满足一般要求。     

机载PD雷达宽带线性调频信号运动补偿

采用宽带线性调频信号能够显著地提高雷达的距离分辨率和抗干扰能力,然而雷达与目标间的相对运动损耗了部分目标回波相参积累能量,影响目标频率向和距离向分辨力。针对以上问题,提出了一种基于改进匹配滤波函数的运动补偿方法,补偿信号回波中的相位误差,实现宽带线性调频信号目标运动运动补偿。实验与仿真结果证明了该算法的有效性。     

基于背景补偿的空基视频图像目标检测

基于空基平台的运动目标检测及跟踪有重要的军事应用,由于平台的运动使得背景发生变化,给目标的检测带来困难。基于Harris特征点检测方法可以有效的进行背景运动补偿,但结果受阈值影响明显,还无法根据场景自适应的设定阈值。本文研究了基于特征点跟踪的背景补偿方法,对不同场景都可实现稳定检测,同时分析运动目标对配准的影响,并根据检测结果进行特征点的筛选。实验证明,该方法是一种稳定的检测目标检测方法。     

基于激光雷达的移动机器人实时位姿估计算法

提出一种基于二维激光雷达的移动机器人实时位姿估计算法。该算法首先将环境数据聚类为不同的障碍物,然后利用障碍物的特征匹配来关联相邻2帧的障碍物,最后通过优化位置序列间的方向角实现机器人的位姿估计。与ICP（迭代最近点）算法对比验证表明：该算法与ICP具有相同数量级的位姿估计精度,且明显提高了计算效率。     

基于改进SIFT的航拍图像快速匹配方法

针对传统SIFT算法存在特征描述符计算复杂,匹配时间长,错匹配较多等问题,提出了一种基于改进SIFT特征的航拍图像快速匹配方法。该方法采用基于圆形窗口的梯度方向累加值与同心圆形窗口内的灰度累加值、灰度差分值来构建18维的改进特征描述符,并在特征点匹配过程中,采用基于相关系数相似度量准则的双向匹配方法来获取初始匹配特征点对。最后,运用RANSAC算法进一步消除错配和估算仿射变换模型,并通过双线性插值法对变换后的图像进行重采样和插值。实验表明,该方法可以实现航拍图像之间的有效匹配,在匹配速度和匹配精度上优于传统SIFT算法,具有较好的实时性。     

基于加权动态规划和航迹关联的小目标检测技术

低信噪比下运动小目标的检测一直是成像目标检测中的一个热点问题。提出了一种新的小目标检测算法,采用方向加权的动态规划算法和二值航迹关联,克服了低信噪比下目标机动和传感器的不稳定对小目标检测的影响,实现了对深空背景下运动方式任意、速度最大达1像素/帧的弱小运动目标的有效检测。     

基于通视性约束的实体运动匹配仿真算法研究

研究了坦克实体在TIN地形上进行运动匹配的新求解方法,引入了感兴趣区AOI概念,采用估计与检测算法计算实体的参考点,并结合SO改进算法提出了基于通视性约束的实体运动匹配仿真算法。经与四点匹配算法进行定性和定量的比较得出,该算法可以使坦克在运动时与地形保持合理的位置关系,克服了运动实体与地形相互嵌入等现象,有效地提高了虚拟场景的真实感和可信度。     

基于DM642的电子稳像算法研究

基于格雷编码位平面匹配算法,给出了该算法实现的原理、优点,介绍了该算法实现的几个步骤:图像预处理,区域运动矢量计算,全局运动矢量计算,运动补偿;依据DM642核心芯片,设计了一个基本DM642的视频处理系统;在基于MATLAB的软硬件环境里,设计了一个仿真系统,给出了仿真系统的各个框图,采用MATLAB语言编写了一个仿真程序,对一段视频进行了处理,在仿真环境下基本实现了实时处理。最后对仿真结果进行了评测,给出了几种测试方法。     

基于单应轨迹的视频实时稳像算法

针对视频稳像中实时任务的需求特点,提出一种基于单应轨迹的视频稳像算法。估计序列图像帧间的单应变换,并将该变换作用于图像窗口的4个角点,从而对每帧图像产生4个短的单应轨迹以代表视频短时间内的运动。利用关联卡尔曼滤波器以一种连续方式对不同帧的单应轨迹进行平滑。对图像合成采用包括性和相似约束以提高结果视频的可观性质量。该算法以在线方式工作,消除了缓存输入图像帧导致的延迟,具备不依赖于复杂的3D重建和长距离特征跟踪的优点,并有效避免了单应模型表达视频运动模型的误差积累问题。实验表明该算法能够有效对包含2D和较复杂3D场景的视频进行稳像,并且能够达到实时处理速度。     

用于视频图像帧间运动补偿的深度卷积神经网络

为探索深度学习理论在视频图像帧间运动补偿问题中的应用,提出一种用于视频图像帧间运动补偿的深度卷积神经网络。该网络由卷积模块和反卷积模块构成,可以处理不同分辨率输入图像并具备保持较完整图像细节的能力。利用具有时序一致性的视频图像序列构造训练样本,采用随机梯度下降法对设计的深度卷积神经网络进行训练。视觉效果和数值评估实验表明,训练得到的网络较传统方法能更有效地进行视频图像帧间运动补偿。     

移动摄像下的目标跟踪算法

移动摄像下的目标跟踪,可能由于摄像机的移动和复杂背景,出现目标模型变化较大,目标相对运动速度较快,背景遮挡等问题,对算法的实时性和鲁棒性要求更高。提出了一种组合二帧差分法、均值漂移算法(Mean Shift)和卡尔曼滤波(Kalman filtering)的跟踪算法。该算法首先设计了基于加速稳健特征匹配算法(SURF)的二帧差分法消除摄像机移动的不良影响,然后由卡尔曼滤波给出目标的预测位置,并以此为中心,初始化Mean Shift算法进行目标跟踪。此方法提高了空中武器装备稳定跟踪和打击坦克等地面目标的能力,为反坦克等军事领域提供了新的改进方向。实验结果表明,在移动摄像下,该算法较几种传统的跟踪方法都具有更好的跟踪性能。     

一种适用于电子稳像的自适应分区块匹配搜索策略

针对传统块匹配法在较大搜索窗口下易陷入局部最优,不适用于大平移抖动图像配准的问题,提出了一种新的块匹配搜索策略。该方法采用改进菱形法进行匹配,将大模板设计为环形并对搜索域分区后排序优选,采用最多样本统计法提取全局运动矢量。算例验证结果表明:该方法较穷尽法、三步法和传统菱形法具有更高的搜索效率;最多样本统计法有效避免了提取全局运动矢量时的前景干扰;图像经该算法处理后的帧间峰值信噪比明显高于处理前,从而验证了该算法的准确性和可行性。     

基于相似原理的点特征松弛匹配算法

利用感兴趣点检测算子提取点特征,构建三角形并利用其相似度来定义点特征的匹配度,提出了一种新的具有比例与旋转不变特性的点特征松弛匹配算法.实验表明,所提出的匹配算法有很快的运算速度和很高的匹配正确率.     

基于上下文的快速自适应运动估计算法

高效的运动估计算法是实时视频编解码技术的研究重点。为降低视频编码中运动估计的高计算复杂度问题,提出了基于上下文的快速自适应运动估计算法。该算法在运动估计过程中引入了次最佳匹配点,并且使用了一种基于平行四边形模式的方向性搜索策略。该算法的基本思想是:在块运动矢量估计过程中,利用前面搜索步中得到的块运动矢量及次最佳匹配点与最佳匹配点之间的位置关系,自适应选择一种平行四边形搜索模式,并确定下一步搜索的方向,进行更精确运动矢量的搜索。实验结果表明,该算法有效降低了视频压缩编码中运动估计的运算复杂度。     

低信噪比下融合随机共振的运动目标检测算法

为提高智能视频监控系统中运动目标检测算法在低信噪比条件下的鲁棒性,结合混合高斯背景建模算法和随机共振原理实现一种低信噪比下的运动目标检测算法。算法根据混合高斯背景模型对当前帧生成目标概率灰度图,在本文定义的性能评价函数下,通过向该概率灰度图添加噪声使得评价函数最优化从而达到随机共振,对该随机共振灰度图进行阈值分割得到输出的检测目标。针对昏暗、大雾和红外视频分别进行了实验,证实了本文算法的有效性同时也显示本文算法相对于普通背景差算法性能获得了明显提升。