非线性回归机器人运动参数估计方法

针对机器人运动参数估计精度、实时性等问题,提出一种非线性回归的机器人运动参数估计方法。建立了机器人的非线性回归运动参数模型,并利用微分方法对运动参数方程进行转化,通过递推最小二乘算法与卡尔曼滤波器估计出机器人运动参数与消除误差。讨论了机器人沿墙壁、向墙壁、原地圆周运动三种特殊情况的运动参数估计。实验验证了本文方法的可行性与有效性,并与迭代最近点(ICP)算法进行了对比分析。     

一种改进的运动模糊图像恢复算法

在运动图像复原的研究中,运动模糊图像的参数估计与恢复算法是近年来数字图像处理领域研究的热点问题.针对运动图像受到噪声信号的影响,为了提高图像恢复效率,通过对运动模糊图像的恢复过程进行分析,提出了一种改进的参数估计与图像恢复算法,即利用经阈值化处理的Radon变换估计模糊方法,通过微分自相关法估计模糊长度,最后应用带最优窗的维纳滤波进行图像复原.进行仿真的结果表明,改进算法能够较为精确地估算出运动模糊图像的模糊参数并取得了较好的恢复效果,提升了图像恢复的抗噪性能,具有实际参考价值.     

一种新的全局运动估计算法

全局运动估计是计算机视觉、视频处理等领域广泛采用的手段之一。该文提出一种直接利用压缩视频码流进行全局运动估计的新算法。就运动模型而言,采用了复杂性与准确性较好均衡的六参数仿射模型。为了提高估计精度和计算效率,文章首先提出一种新的视频背景前景分割方法,基于分割的结果,采用背景宏块的运动矢量进行全局运动参数估计。然后,根据参数估计误差的统计特性,一部分运动矢量会当作局外的样值而被剔除,利用剩余的运动矢量中重新估计参数可以提高估计精度。实验验证了提出的全局运动估计算法的计算效率和精度。     

基于TDOA方法的无线传感器网络运动参数估计方法

采用移动目标与信标节点间的到达时间差(TDOA)测量,提出了移动目标运动参数包括初始位置及速度的共同估计方法。通过建立移动目标运动参数估计的优化模型,首先推导了移动目标初始位置及运动速度估计的非约束线性最小二乘(ULLS)法。然后将优化模型松弛为凸优化的半正定规划(SDP)问题,又设计了运动参数估计的SDP算法。仿真分析表明,TDOA方法能有效避免到达时间(TOA)测量的时钟同向误差,提高位置的估计精度。由于使用了约束条件,基于TDOA测量的SDP算法估计误差比ULLS算法的估计误差更小,但是计算复杂度较大。TDOA-ULLS和TDOA-SDP算法能有效减少时钟同向误差引起的估计误差,采样周期和采样点数量的增加也能有效提高估计精度。     

基于扩展的Kanade-Lucas的背景运动参数估计

复杂背景下运动分析首先需要进行背景运动参数估计。提出一种采用KLT算子并结合Kanade．Lucas跟踪算法来计算帧间特征点的匹配，然后利用帧间特征点间的匹配关系采用RANSAC算法来进行背景运动参数估计。实验结果证明这种方法具有计算量小，能实时实现并提供可靠的背景运动模型估计。     

基于多帧融合及四参数仿射模型的图像超分辨

运动参数估计和复原是多帧图像超分辨重构中最重要的两个环节,其中经典的Fourier-Mellin变换方法于频域采用对数极坐标形式和相位相关方法结合来估计运动参数。相位相关是整像素级平移参数估计方法,将其改进为亚像素级平移参数估计方法,以提高旋转、缩放参数的估计精度。对于复原算法,在讨论基于局部信息的传统双三次插值超分辨重构方法的基础上,重点探讨基于全局信息的Kriging插值超分辨重构和核非线性回归（KNR）超分辨重构方法。实验结果表明,探讨的参数估计方法和超分辨重构方法是有效的。     

基于统计学理论的参数模型运动估计方法

运动估计对视频编码十分重要,基于参数模型的运动估计方法也越来越受到人们的关注,参数模型的选择是该方法的关键。基于此,提出了基于统计学原理的模型选择方法,它以少量的图像数据流为基础,通过参数估计,并分析各近似模型的预测风险和误差,选出最优模型,它最符合预测对象的实际发展变化规律,进而利用该模型对未知对象进行运动估计。试验结果表明,在对实际图像序列进行运动估计时,这种方法是可靠并且实用的。     

基于区域收缩和DIRECT算法的运动分割

运动图像序列分割是计算机视觉中的一个重要问题.本文采用基于贝叶斯框架的最大后验边缘概率算法进行运动目标分割.首先,重新定义贝叶斯框架中似然函数的平滑项,并采用区域收缩算法实现迭代过程中运动目标支持区的估计.然后提出一种通过区域中心和主轴表示6参数仿射运动的模型,通过区域主轴像素估计运动参数,提高算法执行速度,将估计问题转化为一个取值有界的最优化问题,采用DIRECT算法估计运动参数.该方法与传统方法相比,提高运动参数估计的准确性和稳定性.通过仿真实验结果证明该方法的有效性.     

双视三维重建的高精度运动参数估计方法

从两幅透视图像恢复被摄目标的三维结构是计算机视觉最基本的任务之一,其中,运动估计算法的性能决定了最终的三维重建精度。首先讨论了双视成像的基本数学模型,并介绍了几种现有运动参数估计方法的基本原理和不足。随后,基于投影误差最小判决函数,提出了用于双像运动估计的改进非线性迭代优化方法。数值仿真结果表明,在大平移小旋转角及小平移大旋转角2种运动条件下,采用文中提出的方法,运动估计精度均有所提高。此外,根据运动参数的估计值对真实目标进行三维重建实验,结果表明尺度重建误差小于2%且角度误差在3°以内。     

结合运动矢量和像素递归的全局运动估计方法

全局运动估计是计算机视觉、视频处理等领域中一项重要研究课题。结合运动矢量和像素递归提出一种新的全局运动估计方法,该方法根据块运动矢量求出运动矢量直方图,找出主要块运动方向作为初始的全局运动方向,并初始化全局运动参数。利用运动矢量间距离及类间方差求出运动矢量分割阈值,自适应地去除外点块区域。根据背景块梯度和值的大小,在每个背景块中选择一到两个特征像素点进行运动参数估计。实验结果表明,该方法具有较快的计算速度,同时也具有较高的计算精度。     

交互式分割视频运动对象的研究与实现

在 MPEG- 4视频编码标准中 ,为了实现基于视频内容的交互功能 ,视频序列的每一帧由视频对象面来表示 ,而生成视频对象面 ,需要对视频序列中运动对象进行有效分割 ,并跟踪运动对象随时间的变化 .在视频分割方法中 ,交互式分割视频对象能满足分割的效率与质量指标要求 ,因此提出了一种交互分割与自动跟踪相结合的方式来分割视频语义对象 ,即在初始分割时 ,依据用户的交互与形态学的分水线分割算法相结合提取视频对象轮廓 ,并用改进的轮廓跟踪方法有效提高视频对象轮廓的精度 ;对后续帧的跟踪 ,采用六参数仿射变换跟踪运动对象轮廓的变化 ,用平移估算的运动矢量作为初始值 ,计算六参数仿射变换的参数 .实验结果表明 ,该方法能有效地分割并跟踪视频运动对象     

一种用于图象帧间主运动估计的快速线搜索方法

本文中作者提出了一种新的基于鲁棒统计的快速搜索方法,可以用于图象帧间主运动估计,能够提高提高算法速度,近年来,一种新的参数估计技术－鲁棒统计－被越来越广泛地用于主运动估计,与传统的基于最小二乘的估计方法相比较,鲁棒统计对于外点具有更好的鲁棒性,但运算复杂度较高,而主运动估计中耗时最大的部分是线搜索。因此我们针对鲁棒统计中常用的Ｍ估计函数形式,采用近似函数拟合的方法,设计了一种快速的线搜索方法,与牛     

基于运动估计共享的雾霾视频压缩方法

现有视频压缩技术中几乎没有同时对视频进行压缩和去雾的方法,针对这一现象,提出了一种基于运动估计共享的雾霾视频压缩方法,在改进已有去雾算法的基础上,利用运动估计将视频去雾与视频压缩有效地结合,在消除视频中的雾霾信息、避免对雾霾进行压缩的同时,减少视频的传输带宽和存储空间。     

基于Markov随机场模型的运动对象分割研究

本文探讨了一种基于高斯马尔可夫随机场(GMRF)模型的运动目标自动分割算法.该算法采用高斯混合分布描述视频序列的差分图像,对标准MAP算法进行了改进,使用快速方法计算后验边缘。首先对视频处理对象进行初始分割,获取初始运动数目以及相应的运动模型的初始参数,然后通过参数估计,不断更新模型参数,之后通过把每个运动区域和运动模型相关联,来同时估计多个运动区域,最终达到分割的目的.实验结果证明,本文所提的方法对运动目标分割具有较好的分割效果.     

基于模糊逻辑的无损视频压缩的算法

数字视频领域对高质量视频的需求使得无损压缩的应用范围越来越广,为此设计了基于模糊逻辑的无损视频压缩算法。该算法采用基于模糊逻辑的方法计算相邻帧的分块间的相似性以及分块的块内相似性,来确定时间预测与空间预测的选择,时间预测中定义了一种新的运动估计的匹配准则,最后通过相似度估计Golomb编码的最优参数,在无须复杂统计模型的情况下实现低复杂度、快速高效的Golomb编码。实验结果表明,与无损压缩算法JPEG-LS相比,在压缩率上有很大提高。     

Digital Video Sequence Stabilization Based on 2.5D Motion Estimation and Inertial Motion Filtering

This paper presents a novel approach to stabilize digital video sequences. A 2.5D inter-frame motion model is proposed so that the stabilization system can perform in the situations where significant depth changes are present and the camera has both rotation and translation. Inertial motion filtering is proposed in order to eliminate the vibration of the video sequences with enhanced perceptual properties. The implementation of this new approach integrates four modules: pyramid-based motion detection, 2.5D motion parameter estimation, inertial motion filtering and affine-based motion compensation. The stabilization system can smooth unwanted vibrations or shakes of video sequences and achieves a real-time speed.     

基于时空相关性预测的运动估计的优化

运动估计的方法不仅在视频压缩技术中得到广泛的应用,而且也在高质量的视频帧频转换中起到了越来越重要的作用。如何提高运动估计所得到的运动矢量的质量,从而得到更高质量的插入帧图像,是文中研究的目的。在分析比较了现有的几种运动估计算法的基础上,提出了一个优化方法。该方法利用了分水岭算法对视频图像的物体进行正确分割,得到了被识别物体的最优的运动矢量。实验结果表明,该优化方法能够优化所有基于时空相关性预测的运动估计的算法的运动矢量,得到的插入帧图像的质量更高,因而具有较强的实用性。     

Restricted affine motion compensation and estimation in video coding with particle filtering and importance sampling: a multi-resolution approach

In this paper, we propose a multi-resolution affine block-based tracker for motion estimation and compensation, compatible with existing video coding standards such as H.264 and HEVC. We propose three modifications to traditional motion compensation techniques in video coding standards such as H.264 and HEVC. First, we replace traditional search methods with an efficient particle filtering-based method, which incorporates information from both spatial and temporal continuity. Second, we use a higher order linear model in place of the traditional translation motion model in these standards to efficiently represent complex motions such as rotation and zoom. Third, we propose a multi-resolution framework that enables efficient parameter estimation. Results of extensive experimentation show reduced residual energy and better Peak Signal-to-Noise Ratio (PSNR, hereafter) as compared to H.264/HEVC for instance, especially in regions of complex motion such as zooming and rotation.     

塔机吊钩可视化系统的视频稳像算法

针对施工现场工况复杂,塔机吊钩视频稳像效果差的问题,本文提出了一种改进ORB特征匹配与固定滞后Kalman滤波相结合的吊钩视频稳像算法.在图像运动估计中,对经典ORB算法进行改进,采用了图像分块与自适应阈值的特征点提取,并引入图像四叉树算法提高图像特征点分布均匀性;在此基础上,采用背景补偿结合帧间差分法,快速识别局部运动目标并进行剔除,提高了全局运动参数估计的准确性;在运动滤波和补偿阶段,采用固定滞后Kalman滤波算法去除随机抖动分量,以获得视频去抖动的运动补偿参数,进而实现塔机吊钩可视化系统监控视频的稳像处理.实验结果表明:与经典ORB加Kalman滤波的稳像算法相比,本文所提出的稳像算法帧间变换保真度ITF提升了约9.12%,结构相似度平均值■提升了约2.75%,获得了更好的稳像效果,且帧处理速率FPS达到了29.65 f/s,满足塔机实时监控要求.