光电系统中的电子稳像技术研究

在介绍电子稳像技术原理和优点的基础上,对电子稳像过程中图像运动矢量的获取方法进行了分析,分别给出了利用速率陀螺和灰度投影算法获得图像运动矢量的过程,并进行了实验仿真,最后结果表明电子稳像技术在应用中是有效的。     

新兴数字视频稳像中相机运动估计技术综述

为了解当前数字视频稳像中相机运动估计技术的发展现状、存在问题和发展前景,对其进行了研究。通过对相关文献的归纳和分析,将新兴数字视频稳像中相机运动估计技术分为3D运动估计、传感器辅助运动估计以及新兴2D运动估计,并分别讨论了各种运动估计技术的研究现状、研究成果、不足和挑战。最后,结合技术和市场因素对数字视频稳像中相机运动估计技术的发展前景进行了展望。研究表明,当前数字视频稳像中相机运动估计技术在实时应用和估计精度上都有待改善。     

运动估计与运动补偿在电子稳像中的应用

电子稳像系统的核心是运动估计和运动补偿。为了提供运动估计的精度和降低时间开销，达到实时应用的要求，该文提出了基于宏块的步进全局运动估计算法，获得图像序列的全局运动矢量；给出了一个新的应用于电子稳像系统中运动估计与运动补偿模块的运动估计、运动补偿原理框图；采用两步补偿算法完成对图像序列的运动补偿，得到稳定的图像序列输出。仿真结果表明，采用的方法是高效、可行的。     

基于改进Canny边缘检测算子的电子稳像算法研究*

针对特征点匹配电子稳像算法中提取的特征点容易受到噪声干扰的问题,在研究传统的特征点匹配电子稳像算法的基础上,提出了一种将改进的Canny边缘检测技术应用于电子稳像中的方法。利用改进的Canny算子对图像进行边缘检测,并通过对边缘检测的图像进行合理分区,在子区域内选择灰度最大边缘点作为特征点,并采用距离不变准则对特征点的有效性进行验证,建立二维运动模型进行全局运动估计,以此确定仿射模型的运动参数;最后利用卡尔曼滤波的方法来进行运动补偿,从而达到输出稳定视频图像的目的。实验结果表明,用这种方法提取的特征点具有     

一种特征匹配的高精度电子稳像方法*

针对车载侦察系统视频稳像精度要求较高的情况,提出一种基于边缘图像配准的高精度电子稳像方法。该方法采用相位一致性作为不变度量来同时检测图像的角点和边缘特征;利用匹配点对引导边缘匹配,并筛选适量分布均匀的匹配点对求取初始全局进行运动估计;改进粒子滤波以对边缘图像进行配准来获得精确全局运动参数,进一步提高了稳像精度。实验结果表明,所提出方法的平移配准误差(Δx=+0.210,Δy=-0.013)远小于一个像素,满足了车载侦察系统对电子稳像技术的实时性及高精度要求。     

面向电子稳像应用的模糊聚类运动估计算法研究

电子稳像(electronic image stabilization,EIS)技术主要解决视频抖动问题,是视频增强的重要技术。实现技术内容包括运动估计、运动滤波和运动补偿,而目前运动估计中分割出前景的运动是难点。提出了一种模糊聚类运动估计方法,能够分割出前景和背景运动分量,提取出全局最优运动矢量。通过理论推导和实测数据分析,结果表明,所提算法能够有效分割前景运动,保证所检测的特征点来自背景,减少了前景运动对于稳像算法的干扰,稳像效果更佳。与流行的RANSAC(random sample consensus)相比,此算法提取的特征点分布在背景上的概率由原来的最低百分比21%提高到最低百分比93%,六段测试视频的ITF(interframe transformation fidelity)分别提高了15.42%、17.41%、13.15%、12.09%、12.42%、8.67%,运动路径也得到了明显优化。稳像后,视频质量明显提高。     

车载实时视频稳像系统研究与设计

通过对惯性稳像技术和电子稳像技术的分析,提出了一种新颖的坦克装甲车辆视频稳像设计理念,即在低成本的速率陀螺平台稳定的基础上采用电子稳像进行二次精稳,可有效提高图像稳定精度并能解决三级海况条件下的图像平移问题;主要论述了视频稳像系统的组成、工作原理和关键技术,建立了图像运动模型并工程实现了视频稳像系统快速原型--周视稳定观瞄镜;试验结果表明,该系统实现了视频稳像一级稳定的稳定精度要求(已高达0.2mil),而且跟踪平稳,快速性好;为车载稳像观瞄系统提供了成本低、性能优良的图像稳定系统,在军事及民用领域中具有广阔的应用前景.     

数字图像稳像算法研究

介绍了数字图像稳像算法的整个流程,包括三部分:运动估计、运动决定和运动补偿.重点介绍了运动估计算法和运动补偿中的滤波算法;详细阐述了几种最基本的运动估计算法,其它的运动估计算法可以通过这些基本算法延伸发展得到;列出了三种常用的滤波算法:中值滤波、kalman滤波和二次B样条曲线法,应用于不同的场合;提出了两种方法:裁减和拼接,用来解决当前帧补偿后出现的空白区域问题.最后,展示了一种基于投影估计和kalman滤波的稳像算法的试验结果.通过这些方法的介绍,可以对稳像算法有更直观的了解,探讨了进一步研究的重点.     

电子稳像中景深问题的研究

摄像机运动时,处于不同景深的景物在成像面上会产生不同的运动矢量,传统电子稳像算法无法有效解决该类问题。为此,利用成像关系系统,分析电子稳像中摄像机运动对景深场景成像的影响,通过对景深场景的实验验证,提出一种考虑景深问题的运动矢量权值分配补偿方法。实验结果表明,与现有的全局运动矢量补偿相比,该方法可以获得更好的补偿效果。     

基于灰度投影的铁路道口视频电子稳像

机车过往铁路道口时的震动会导致监控视频图像序列的抖动.为了改善图像质量,获得稳定的监控视频,提出了一种基于灰度投影的道口视频电子稳像方法,该方法利用图像的灰度变化特点,通过灰度映射、投影滤波和运动矢量提取估计出视频帧间运动偏移量,进而进行运动偏移量补偿,实现道口视频图像序列的稳像.仿真实验表明,该方法能够有效实现铁路道口的视频稳像.     

Diamond搜索运动估计在视频图像抖动消除中的应用

本文首先介绍了视频图像抖动消除的现行方法，详细说明了Diamond搜索运动估计方法，并把这种算法与采用全搜索运动估计的算法进行了比较，说明了采用Diamond搜索运动估计的算法在时间上远远少于采用全搜索运动估计的算法的情况下，可以得到与其相当的消除抖动质量。     

基于曲线拟合的视频稳像方法

根据人眼的视觉特性,提出一种基于曲线拟合的视频稳像方法。使用图像背景特征点对摄像机的全局运动进行估计,利用曲线拟合的方法计算出摄像机的抖动分量,并将曲线拟合的结果作为摄像机的主观运动方向,对其摄像机的抖动运动分量进行补偿,使图像位移矢量达到最小,以有效减少运动补偿后引起的图像信息丢失。对抖动角度在20°内移动摄像机拍摄的视频进行稳像处理,实验结果表明,该方法稳像后视频的抖动角度小于2°,视频图像信息的损失小于5%,具有较好的稳像效果,并且在稳像后保证了视频帧内容的完整性。     

采用改进的几何算法快速估计图像旋转角度

不规则的旋转运动会明显的降低图像序列的质量,旋转运动估计是实现电子图像稳定的关键技术.采用仿射变换模型可以有效地估计图像二维运动参数,但是求解最小二乘解的计算量太大.提出了一种简单的估计图像旋转角度的方法.利用匹配块相对于旋转中心位移矢量对称的特性,消除平移运动引起的运动矢量,通过简单的几何计算即町获得旋转参数,进一步,通过合理设置阈值,降低局部运动估计误差对全局结果的影响.理论分析和仿真结果表明,在帧间图像旋转角度小于10°的条件下,应用方法能够简单有效的估计出旋转角度.     

基于仿射不变约束与快速EKF滤波的航拍图像稳像

考虑到航拍机载成像平台抖动严重、视频稳像匹配环节精度不一致的特点以及航拍图像稳像技术快速、准确的要求,提出了一种结合仿射不变约束与快速扩展卡尔曼(Extend Kalman Filter,EKF)滤波的图像稳像算法。该算法首先以视频参考帧中的角点量作为特征点,通过Harris检测器选择出稳定角点;然后对待配准点构建Delaunay三角网进行初始匹配,提出利用仿射不变约束方法筛选出精确匹配点;最后利用快速EKF运动滤波方法实时估计和修正噪声的统计特性,从而解决摄像机扫描运动中存在的抖动问题。在对大量分辨率为640×480pixel的航拍图像的仿真实验中,可通过仿射不变约束实现精确的模型估计,采用的快速运动补偿方法在补偿过程中耗时为5.054ms,比传统的运动补偿方法节约了69.5%的时间。实验结果表明,该算法能够实时稳定航拍视频帧间的抖动现象,并能有效跟随场景的真实扫描。     

复杂背景下跌落试验件的图像测试技术研究

为实现复杂背景条件下跌落试验件运动姿态参数的自动测试,采用数字图像处理技术提取复杂背景中的试验件特征图像,并利用计算机分析提取后的特征图像,实现了试验件姿态参数的计算机自动识别;实践表明,文中研究的图像处理方法可有效提取复杂背景下的目标试验件,此研究是计算机图像处理技术在武器工程自动化测试领域应用的有益尝试。     

基于改进的尺度不变特征变换特征点匹配的电子稳像算法

针对传统尺度不变特征变换（SIFT）算法运算量大的问题,提出了一种改进的SIFT特征点匹配算法。首先介绍了SIFT特征向量的提取过程,并对算法进行了改进,在单尺度空间内提取目标的关键点,并形成34维特征向量,来代替传统SIFT算法生成的128维特征向量,使算法的实时性得到较大的提高,同时又保持了配准精度,最后将提出的改进SIFT特征应用于电子稳像中的全局运动估计中,并通过实验验证了算法的性能。     

基于随机性检测的数字稳像算法评价方法*

提出了一种基于随机性检测的数字稳像算法客观评价方法。该方法首先估计出数字稳像算法输出视频的全局运动向量;然后将估计结果编码为二进制序列;最后利用随机性检测的方法来检验此二进制序列的随机性,并且根据序列随机性的强弱程度来衡量数字稳像算法的效果。最后的实验表明,提出的方法能够准确地评价常用的数字稳像算法。     

智能监控系统中基于质心特征模型的动态场景检测

在传统图像预处理与运动检测方法的基础上,提出了将数学形态学的膨胀腐蚀算子用于运动物体的连接填充,并在此基础上建立质心特征模型求运动物体的累积变化图像,实现运动物体检测,实验结果分析表明了该方法的有效性。