基于子块运动补偿的运动目标检测

鱼眼相机成像视角大,获得信息丰富,在车载应用中具有广阔应用前景.本文提出了一种适用于移动单目鱼眼相机的运动目标检测方法.首先,提出一种子块运动补偿模型补偿图像背景运动,解决了现有运动补偿模型对强视差背景补偿效果不好的问题.其次,在子块运动补偿模型参数求解时,通过引入自车运动参数简化模型参数个数,并结合直接方法求解,避免了传统基于特征点匹配方法求解参数时易受误匹配特征点影响的问题.然后,针对鱼眼相机的成像形变问题,本文提出了一种三平面校正方法获取鱼眼图像的子块运动补偿图像.最后,利用鱼眼图像的子块运动补偿图像和真实拍摄图像的差异信息实现运动目标检测.多种测试场景下的实验结果表明了本文方法的有效性.     

基于运动矢量场的运动目标区域检测

基于稀疏运动矢量场,提出一种动态背景下的运动 目标区域检测方法。根据运动矢量场特性分析进行全局运动 参数估计和全局运动补偿,实现动态场景中的背景校正;利用最大树数据结构, 基于运动矢量补偿误差分级表示视频帧中 运动基本一致的连通区域,进行运动区域初始分类;根据运动目标在空间上的连通性和运动 一致性的特点,选择区域相似性 度量准则,进行区域合并和滤波,将具有相似运动的连通区域合并,实现运动目标区域检测 。将检测出的运动目标区域作为 运动矢量外点反过来又应用于全局运动参数估计过程中,全局运动估计和运动目标区域检测 交替地进行,不仅加快了它们的 计算速度,同时也提高了它们计算和检测的准确性。实验结果表明,本文算法能较好地补偿 序列的全局运动,有效地检测出 局部目标运动区域。     

二维面阵的电子稳像与评价方法

基于灰度投影原理,采用D细分线性插值和具反馈机制的对数极坐标变换法,检测面阵空间内同时包含平移、旋转和缩放的图像序列当前帧和参考帧之间的运动矢量,采用图像补偿方法,实现了序列图像的稳定输出.文中方法的平移稳像精度可达到1/4像素、旋转稳像精度达0.2°.同时,结合人眼视觉系统及结构相似性原理,提出了一种基于灰度投影的结...     

基于结构光与单应的投影机几何校正

提出了一种基于结构光与单应的投影机 自动几何校正方法。利用分布在感兴趣点(POI)位置上的光敏传感器捕获投影机投射的结构 光模式序列,并转化为投影机像平 面内的坐标值,计算出目标投影平面与投影机像平面间的单应矩阵;再利用单应矩阵对投影 图像进行透视 变换,实现几何校正和显示区域最大化。通过不同环境条件下实验测试,本文方法能准确地 定位POI的坐标,使投影画面准确投射到目标投影面上,并达到较高精度。 本文方法操作简 单快捷,无需借助相机, 且校正过程不易受外部环境影响,具有较好的鲁棒性。     

基于视频多目标跟踪的高度测量算法

本文提出了一种基于视频多目标跟踪的高度测量算法.首先,采用码本模型检测前景,利用图割理论实现对多目标的跟踪.然后,提取每一帧中目标的头部特征点和脚部特征点,根据投影几何的约束关系计算每个目标的高度.最后,融合多帧的测量结果进行数据优化.本文提出的算法不需要对相机进行完全标定,只需计算摄像机的灭点和地平面的灭线,降低了计算的复杂度.实验结果表明,本文提出的算法具有较高的测量精度,对遮挡和运动状态变化具有较强的鲁棒性,同时,能够满足实时性要求.     

低空动态成像位移矢量探测方法

为补偿像移、提高影像的质量,需要准确探测影像间的像平面位移矢量。在给出星载相机像移矢量测量常用的联合变换相关基本原理的基础上,提出一种改进的联合变换相关的方法。提出改进的适用于低空影像的自反馈模糊边缘检测方法,以实现输入图像预处理;通过消除0级衍射峰,以质心法提取互相关峰的坐标,实现互相关峰高精度探测。利用仿真和真实低空成像实验对该方法的测量精度和性能进行了分析。仿真表明,该方法对于运动模糊在0~10pixel范围内,高斯噪声小于等于0.002时,影像间像位移在0~20pixel时,探测精度可控制在0.03pixel以内。真实实验进一步表明,本文方法像移测量精度可达到0.2pixel。该方法能够高精度、稳健地探测低空影像的像位移矢量。     

基于圆心真实图像坐标计算的高精度相机标定方法

在基于圆点阵二维平面靶标的相机标定方法中,直接在拍摄的标靶图像中提取的椭圆中心并非真实的圆心投影像点,该圆心成像投影偏差必然会降低相机参数标定精度。基于此,提出将标靶图像逆向投影至空间虚拟矩阵以获得真实圆心像点的迭代标定算法。首先,使用椭圆中心提取方法进行平面相机标定;其次,由标定参数和拍摄图像进行逆向投影获得虚拟物理标靶图像,在近似圆虚拟图像上完成圆心坐标提取;再次,将虚拟圆心坐标转化为物理坐标值并投影到图像上,将其作为圆心真实像点坐标值来进行相机标定;最后,经多次迭代投影和标定完成高精度相机标定。模拟和实验结果表明,所提方法将相机标定精度提高约一倍,可为三维重建和视觉测量提供高精度的相机参数。     

基于连续相位稠密匹配的结构光三维重建优化方法

提出了一种基于连续相位稠密匹配的结构光三维（3D）重建优化方法。利用标定的相机阵列获取投影的结构光变形条纹,利用格雷码划分相位级次,提出等相位约束条件,实现不同相机图像之间的稠密匹配;然后利用空间3D点与相机阵列之间的投影关系,建立各相机位姿与重建点云全局优化模型;利用观测值反向投影的欧式距离建立非线性优化的目标函数,并将此优化问题转为李代数上的图优化模型进行迭代求解。利用公开数据集和实测数据进行实验,结果表明,所提方法可以实现360°无遮挡的3D重建,且重建精度相对传统无优化结构光方式提高了6.94%,相机位姿精度提高了9.77%。所提方法相比参考方法对相机畸变标定精度要求低,并可用于模型点云的非刚体融合。同时由于相机阵列的使用,重建过程中目标物体无需多次旋转,使得物体的3D重建更加方便。     

矿井车载摄像系统中电子稳像算法的研究

为克服矿井车载摄像系统在视频采集过程中的图像抖动问题,提出了一种基于MIC-Harris角点特征的自适应运动补偿电子稳像算法。首先,提出MIC-Harris角点检测算法和由粗到精的匹配策略,实现序列中特征点的快速精确提取。然后根据矿井移动车载图像运动特点,构建运动参数估计模型,运用最小二乘法实现全局运动矢量的求解。最后,提出自适应相邻帧补偿方法,结合Kalman滤波实现补偿矢量的计算,在滤除高频随机抖动同时保留了车载摄像机低频主动运动,并克服了连续视频序列长时间稳像处理的帧间累积误差问题。实验仿真结果表明：本文提出的算法不仅融合了MIC运算速度快和Harris准确度高的优点,而且能够实现矿井车载摄像系统的长时间连续稳像处理,具有较好的稳像效果。     

圆弧轨迹Katsevich类型的锥束CT重建

基于Katsevich重建理论,提出了一种适合圆弧轨迹且具有移不变滤波反投影结构的锥束重建算法.分析了Radon平面绕投影射线连续转动过程中与轨迹平面相交的运动关系,并依据投影数据存储方式确定Radon平面的法线矢量方向.在此基础上,将检测器区域进行划分,进而探讨了与圆弧端点关联的结构因子在检测器阵列单元上的分布规律.同时,根据滤波线在检测器上的分布特点,推导了满足投影数据重采样精度并适合平板检测器的锥束重建公式.利用Forbild模型进行数值模拟,实验结果表明提出的算法有效地抑制了FDK类型重建算法所存在的锥束伪像并且适合长物体重建.     

适于微小型飞行器平台的稳像算法

为解决微小型飞行器由于机械振动、气流扰动等原因引起的图像高频抖动,设计了一种适用于该平台的稳像算法。采用基于生物视觉的匹配方法估计帧间运动矢量,建立了图像参数传递的数学模型;结合微小型飞行器的运动特点,提出了带约束的交互式多模型卡尔曼滤波方法(CIMMKF),针对绝对帧位移曲线和旋转角度滤波,引入硬约束条件减小模型不准确性产生的误差,再通过软约束平滑硬约束带来的局部跳变求得图像合适的校正量。最后,给出了一种新颖的微小型飞行器平台稳像算法性能的评估方法。实验结果表明,该稳像算法能够适应飞行器多种状态的交替改变,有效减小滤波延迟,去除高频抖动,保留主动运动,使稳定后图像质量满足观察要求,具有图像信息保留程度高、速度快的特点,尤其适用于微小型飞行器实时视频稳定。     

航天TDI推扫式光学遥感器机动成像质量

从分辨率和辐亮度两个角度出发,对TDI推扫相机机动成像模式下的成像质量进行了分析。首先,提出了视轴追迹法分析计算TDI和线阵两个方向的分辨率,通过构建侧摆和星下点之间的坐标转换矩阵,得到不同机动角度下TDI和线阵方向的单位矢量,随后计算出这两个方向的单位矢量沿着视轴方向在地面的投影矢量,结合相机的参数和轨道高度、地球半径等计算出地面像元分辨率。同时根据卫星在地面的投影速率得到不同视场的积分时间,并分析以中心视场为积分时间基准下,边缘视场在不同TDI级数下的MTF退化情况。以某遥感型号为例进行了具体的分析计算,并根据MTF的退化情况对侧摆角度提出了要求,计算结果表明,边缘谱段在大侧摆下TDI级数为60时,MTF已下降为0,在轨使用时要慎重选用级数。然后,结合理论计算和在轨图像分析了了不同侧摆角度下大气对图像对比度的影响,通过分析表明侧摆会改变大气传输路径,从而影响目标的对比度,分析结果可以为后期的图像校正提供参考。     

基于双目视觉模型的运动参数测量

通过建立双目测量的数学模型,由标志点在双摄像机成像平面上的坐标求得运动物体的运动参数。在不考虑摄像机内外参数标定误差的情况下,研究了标志点像元的测量精度对运动参数测量的影响。通过分析图像分割求取标志点形心引起的误差,利用窗口中心迭代算法提高标志点形心测量的精度,从而提高了运动参数的测量精度。由空间飞行器自动交会的仿真试验验证了算法的有效性。     

Moving object detection and tracking from video captured by moving camera

This paper presents an effective method for the detection and tracking of multiple moving objects from a video sequence captured by a moving camera without additional sensors. Moving object detection is relatively difficult for video captured by a moving camera, since camera motion and object motion are mixed. In the proposed method, the feature points in the frames are found and then classified as belonging to foreground or background features. Next, moving object regions are obtained using an integration scheme based on foreground feature points and foreground regions, which are obtained using an image difference scheme. Then, a compensation scheme based on the motion history of the continuous motion contours obtained from three consecutive frames is applied to increase the regions of moving objects. Moving objects are detected using a refinement scheme and a minimum bounding box. Finally, moving object tracking is achieved using a Kalman filter based on the center of gravity of a moving object region in the minimum bounding box. Experimental results show that the proposed method has good performance.     

基于单目视觉对地面特征点定位方法

为了解决机器人在室内导航定位的问题,本文提出基于单目视觉对地面特征点定位的新方法.为扩大摄像头的视野,本方法采用鱼眼摄像头,然后将鱼眼摄像头安装在小车底盘下面,实时校正鱼眼摄像头拍摄的图片.通过对摄像头进行标定得到其内外参数,进一步用新方法计算出摄像头安装在小车上的姿态角,建立平面成像模型得到世界坐标系与像素坐标系的对应关系.再进行RANSAC算法对地板的特征点和特征线进行提取,然后获得相关特征信息再经过逆透视变换算法变换到物理空间上,获取真实物理信息.实验结果表明利用该方法能够更精准获得摄像头与地板边缘线的相对位置信息,并且成本也低但定位精度高.     

Threshold‐Based Camera Motion Characterization of MPEG Video

We propose an efficient scheme for camera motion characterization in MPEG‐compressed video. The proposed scheme detects six types of basic camera motions through threshold‐based qualitative interpretation, in which fixed thresholds are applied to motion model parameters estimated from MPEG motion vectors (MVs). The efficiency and robustness of the scheme are validated by the experiment with real compressed video sequences.     

一种非迭代的位姿估计方法

针对深度相机运动中的位姿估计问题,提出了一种无需迭代的估计方法。首先,在二维图像上应用图像特征点提取和描述方法,完成不同视点的初始匹配。其次,选择初始匹配度量距离最小的2个特征点作为种子点。以三维空间中欧式距离与坐标系的建立无关为准则,对初始匹配进行筛选。剔除误匹配点对,进而计算运动位姿参数。最后,采用nyuv2图像数据库进行实验,验证了本文算法的可行性和正确性。实验结果表明:与传统算法相比,该方法计算效率平均提高了8倍以上,特别适用于大型场景中的同步定位和地图构建SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)问题。