车载微光瞄准镜电子稳像技术研究

针对“下反”稳像火控系统无法对微光夜视图像进行稳定的问题,提出了一种基于陀螺仪和块匹配相结合的实时高精度电子稳像技术。设计了电子稳像系统的总体结构;基于透视成像模型,推导了载体运动与图像运动之间的转换方程,给出了适当的图像运动模型及陀螺仪信号标定方法。在利用陀螺仪对图像运动矢量进行初始估计的基础上,结合块匹配算法对运动矢量进行精确估计;同时针对传统菱形搜索法在高噪声、低对比度微光图像中容易陷入局部极小值点的问题,基于对称校验原理对其进行改进,提高了算法的准确性。     

一种基于分块灰度投影运动估计的视频稳像方法

提出一种基于分块灰度投影运动估计的视频稳像方法,该方法首先对图像划分子区域, 依据灰度梯度对子区域进行筛选,剔除容易导致错误运动估计的低对比度子区域,在减少运动估计运算量的同时提高了运动矢量估计的精度;然后对保留的子区域进行灰度投影及相关运算获得局部运动矢量,根据图像帧间运动模型由局部运动计算出图像的全局运动矢量;最后根据运动补偿矢量对图像进行补偿,以获得稳定的图像序列。分块灰度投影运动估计算法有效解决了投影法存在的前景局部运动影响全局运动估计精度,以及无法估计旋转运动问题。实验结果表明,相比于传统灰度投影算法,该运动估计算法提高了运动估计的准确性和实时性。     

分块投影匹配在快速序列图像稳定中的应用研究

图像稳定常用于各类序列图像系统的预处理。本文提出一种基于分块投影匹配的快速序列图像稳定算法。该算法将待处理序列图像进行分块,通过投影匹配计算得到各对应分块的运动矢量,提出一种评价准则赋予各运动矢量相应权重,利用改进的随机一致参数估计方法得到全局运动模型参数。试验结果表明,与基于KLT、SIFT等特征点匹配的估计算法相比,在对估计精度没有较大影响的前提下,本文算法具有运算速度快、能实时应用的特点。     

基于分割模板运动预估的相关跟踪算法

为了对常规相关匹配算法实时性能进行提升，提出一种基于分割模板运动预估的相关跟踪算法。采用最小二乘法全区间等距拟合目标运动轨迹，计算出目标当前预估点；将模板图像按块运动估计算法要求分割成宏块；按菱形搜索法在预估点周围区域进行搜索，得到每个宏块的最佳运动矢量；取匹配度最佳的运动矢量对应点为模板的粗匹配点；判断该点所在宏块与搜索区域相对位置关系，决定是否进行精匹配结束搜索，或是按梯度方向建立新的搜索区域。目标跟踪实验证明，该方法比基于全搜索的归一化积相关( NProd)算法其计算时间缩短到3.31倍。     

一种有效提高信噪比的红外小目标图像滤波算法

红外图像滤波处理是提高图像信噪比的有效方法,针对含有强起伏边缘背景的靶场红外测量图像,提出了一种先局部梯度中值滤波后中值滤波的组合滤波算法。仿真表明,组合滤波算法能明显抑制背景,突出目标,有效提高信噪比。     

改进的中值滤波算法

针对中值滤波器降低图像分辨率的缺点,提出一种改进的中值滤波算法,即在中值滤波前进行边缘判断.首先判断象素是否是边缘,是则不进行变换,直接将该像素值输出.反之则进行中值滤波,将中值滤波后的值输出.实验表明,该算法对图像进行中值滤波时保存了图像的边缘细节.     

高斯粒子滤波的局部光流运动匹配跟踪算法

针对目前大多数目标跟踪算法容易受背景干扰等问题,为了快速准确地进行目标跟踪,在基于粒子滤波跟踪方法的启发下,提出高斯粒子滤波的局部光流运动匹配目标跟踪算法。该算法首先采用高斯粒子滤波算法对未来时刻目标的位置状态进行估计假设,缩小目标搜索范围;然后对锁定范围内场景中的所有内容进行局部光流约束匹配计算,寻找最佳匹配位置;最后通过估计目标状态来获得跟踪目标。仿真实验结果表明,该算法特别适用于目标灵活运动时的跟踪,与现有的算法相比,不仅算法实现简单,同时有较好的鲁棒性和通用性。     

改进型中值滤波器在图像去噪中的应用

中值滤波的改进算法,首先求得噪声图像滤波窗口中去除最大和最小像素灰度值后的中值,然后计算出该中值与对应像素灰度值的差,再与阀值相比较以确定是否用求得的值代替该像素的灰度值.仿真实验表明,与传统的中值滤波算法相比,该算法具有更好的滤波性能.     

基于ORB特征匹配的全局运动估计

为提高全局运动估计的准确性,提出一种基于定向旋转不变性(oriented FAST and rotated BRIEF,ORB)特征匹配的全局运动估计算法.首先对差分图像进行分块,通过设定阈值来筛选出有效的背景运动模块,然后经ORB特征匹配后,代入六参数运动模型,通过最小二乘法求解出估计参数,最后对当前帧做补偿,比较补偿前后的差分图像中的目标轮廓的清晰度.实验结果表明:该算法能有效去除局部运动的影响,在保证全局运动估计准确性的同时,也确保该算法的有效性.     

一种新的混合优化粒子滤波算法

针对标准粒子滤波算法的精度不高,对噪声变化敏感的缺点,将一种新的混合智能优化算法引入粒子滤波。在粒子滤波中将人工鱼群算法全局搜索与微粒群算法的局部搜索相结合,融合最新的观测值,使粒子更准确地向高似然区域移动,既保证了全局收敛性,又保证了较快的收敛速度。实验表明该方法具有精度高,抗噪声干扰能力强并且鲁棒性高的特点。     

动态背景下基于运动矢量补偿的目标检测

在动态场景下,为了降低背景运动对目标检测产生误差的影响,针对视频序列图像,提出基于运动矢量 补偿的目标检测算法。采用背景运动补偿方法来完成目标检测,利用 SURF 特征点来获取精确的匹配点对,从而获 取准确的运动矢量;根据运动目标和背景运动矢量位移的不同来区分出前景和背景区域,将背景运动矢量代入模型 进行参数估计,提高背景补偿的精度;用帧差法检测出运动目标。实验结果表明：该算法具有鲁棒性,能够准确检 测出动态背景下的运动目标。     

Minimum Distortion Direction Prediction-based Fast Half-pixel Motion Vector Search Algorithm

A minimum distortion direction prediction-based novel fast half-pixel motion vector search algorithm is proposed, which can reduce considerably the computation load of half-pixel search. Based on the single valley characteristic of half-pixel error matching function inside search grid, the minimum distortion direction is predicted with the help of comparative results of sum of absolute difference(SAD) values of four integer-pixel points around integer-pixel motion vector. The experimental results reveal that, to all kinds of video sequences, the proposed algorithm can obtain almost the same video quality as that of the half-pixel full search algorithm with a decrease of computation cost by more than 66%.     

基于小波分解与运动补偿的弹迹检测方法

基于小波分解与运动补偿的弹迹检测方法,采用多层离散小波分解图像,以低频图像块匹配估计背景运动矢量.再利用差分算法检测射弹,计算出形心坐标并绘出射弹运动轨迹.其实现步骤包括:图像预处理-靶标定位跟踪、原始图像小波多层分解、低频图像块匹配、背景图像运动补偿及射弹检测与空间坐标推断.并以实验验证.     

基于随机抽样的快速全局运动估计

全局运动估计是稳像技术中极为重要的环节,全局运动估计算法的精度和速度将很大程度影响稳像的性能。本文提出了一种基于RANSAC鲁棒算法的全局运动估计方法,该方法通过Harris角点检测算法,找到待匹配角点,并采用相似度进行匹配,剔除外点后,用预检测的随机抽样算法得到全局运动参数。通过仿真试验表明,该方法对可见光视频、红外视频都可以适用,并能在保证精度的同时,达到实时性的要求。     

基于RANSAC + LS算法的红外成像全局运动设计

提出了一种基于RANSAC+ LS算法的红外成像全局运动估计方法。该算法的实现过程如下：首先对匹配块进行预检验；然后利用本文算法对尽可能多的内点进行运动参数估计；最后对参数估计结果利用双线性内插方法进行运动补偿。该算法计算速度快，比RANSAC算法利用了尽可能多的内点，并能克服LS算法易受错误匹配对和外点影响的缺点。利用对实际拍摄的红外图像实验表明，该算法计算精度高于RANSAC算法和LS算法。     

基于Kalman滤波的稳像技术研究

提出一种适用于视频侦察的实时电子稳像方法。采用特征点匹配法估计帧间全局运动参数,在建立参数运动模型的基础上,通过Kalman滤波确定各帧修正矢量。实验结果说明该方法可以较好地去除高频抖动,保留摄像机的主动运动,实现实时稳像。