预测扫描提前跳转的电子稳像方法

提出一种基于传感器电子稳像技术的扫描稳像方法———预测扫描提前跳转法,用以处理电子稳像过程中摄像系统的扫描运动问题。首先,利用传感器敏感摄像系统运动,实现对图像序列帧间偏移量的估计,并根据估计偏移量预测图像序列是否存在扫描运动;然后,对存在扫描运动的图像将参考帧提前跳转到扫描后位置,再运用稳像算法进行处理。该方法通过提前跳转参考帧将扫描模式下的稳像过程简化为不存在扫描运动的稳像过程,简化了扫描稳像的数学模型,降低了算法复杂度,同时通过跳转步长的设置和缓存参考帧技术进一步提高了算法的准确度和可靠性。实验结果表明,该方法可在输出稳定图像的同时正确显示视频序列的扫描运动。     

舰船图像序列电子稳定算法的研究

分析了船载摄像系统获取的图像序列的特点,提出了稳定舰船图像序列的特征点电子稳像算法.详细地阐述了实现此算法的关键步骤:获取图像特征点,确定图像运动矢量和校正图像序列等.通过分析实际工作中舰船摄像系统的运动状态,进一步简化算法,提高了算法的精度.将此算法应用于舰船图像序列稳定实验,分别采用图像差值和图像序列的逼真度对稳定的结果进行了评定.试验和评定的结果表明,这种特征点稳像算法能够实现实时准确地稳定舰船图像序列.     

航空光电成像电子稳像技术

介绍了一种电子稳像技术,解决了航空平台光电成像系统视频图像帧内运动模糊和帧间不稳定问题。通过建立运动模糊的数学模型,构建二维运动模糊点扩散函数,采用维纳滤波方法,消除图像帧内运动模糊;通过灰度投影算法,检测序列图像当前帧和参考帧之间的运动矢量,采用图像补偿方法,实现序列图像稳定输出。实验结果表明,本文方法能提高信噪比,实现1 pixel的稳定精度,有效改善图像质量,输出清晰稳定的视频图像, 具有精确、快速、实用的特点。     

基于光流模型的图像运动估计方法

运动图像序列参数估计是电子稳像的关键技术之一.安装在运动载体上的摄像机采集图像时,由于载体姿态变化产生不平稳运动,这种不平稳运动将影响摄像系统的成像质量.电子稳像的目的就是通过计算运动参数并校正图像,以保证处理后的图像序列达到稳定效果.光流模型是处理运动图像的有效方法,本文介绍了用光流模型计算运动图像参数的基本原理和步骤.根据图像像素强度守恒原理,建立光流约束方程,计算运动参数,最后结合实例计算两帧样本图像之间水平和垂直位移量,并绘制光流矢量图.     

基于电子稳像跟踪技术的运动滤波算法

为了在摄像机平台不稳的情况下获取稳定的图像序列,实现基于电子稳像的目标跟踪,对摄像机主动扫描运动与随机抖动分离方法进行了研究,提出了用均值偏移和粒子滤波结合的运动滤波算法(MSPF)来实现运动分离.算法通过粒子滤波预测粒子,然后利用单次均值偏移迭代移动粒子,使粒子更接近于目标真实位置区域,削弱了计算结果精度对粒子数的依赖.对于现实中的复杂背景,利用MSPF算法分离摄像机的主动扫描运动和随机抖动,采用运动补偿图像差分法检测出运动目标,从而实现图像的稳定跟踪.实验结果表明,MSPF算法使用50%的粒子就能起到传统粒子滤波算法同样的效果,缩短了计算时间,有利于实现实时稳像跟踪,适用于车载、船载、机载等稳定跟踪系统中.     

灰度投影拟和算当稳定船载侦察系统获得的视频图像

提出了一种新的电子稳像算法 灰度投影拟和算法.算法包括三个部分首先是图像划分成多个子区域并保证每个区域内的像素运动是一致的;然后利用灰度投影法获取每个区域的平移运功量;最后根据每个区域的运动采用拟和法获得图像的全局运动量.此方法不公解决了灰度投影当不肥栓测到图像的旋转量的问题,同时还保留了灰度投影算法能够稳定细节丰富、特征不明显的图像的特点.试验结果表明,在实际应用中采用灰度投影拟和算法,可以提高稳像精度,保证稳像的实时性,获得最佳的稳像效果.     

CCD摄像机全自动调光系统

在CCD摄像系统中,利用电子快门和可变光阑有机结合,在单片机控制下实现全自动调光,不仅扩大了调光的动态范围,而且可有效地控制对运动目标摄像时产生的像移,其最大像移控制在0.0024mm.这些方法应用到使用空间受到限制的小型电视摄像系统中具有现实意义.     

摄像稳定技术

随着光电监视、跟踪、侦察系统使用要求的不断提高,对光学图像的稳定要求也日趋严格。图像不稳定的实质是摄像系统的光轴与目标之间有无效的相对运动,包括平移和角运动,其中相对角运动对图像的影响尤为严重,论述了现在采用的两类稳像方法,并对新一代的稳像技术——电子学稳像作了概要的介绍,阐述了平台稳定方法和电子学稳像技术在应用中的技术难点。     

车辆载体运动对摄像系统成像的影响分析

车辆栽体的随机振动影响摄像系统的成像质量,后续系统诸如目标跟踪和侦察预警系统的精度和稳定性.通过分析随机振动的特点及其产生的原因,可知随机振动受路面不平度、车辆载体类型和载体运动速度等因素的影响.根据采集的实际动态图像序列,分析摄像系统在不同影响因素下随机振动的特点.实验结果表明,车辆载体运动引起的图像帧间模糊和帧内模...     

耦合扰动下船载成像系统的复合稳像

针对船载精密成像系统在船体晃动时产生的杆臂牵连平动和等效圆锥旋转,提出了一种将惯性量测信息引入电子稳像技术对耦合干扰进行补偿的方法。首先,基于俯仰-偏航式光学稳定平台分析其在视线稳定过程中所产生的等效圆锥旋转,推导了视线旋转角与平台转角之间的数学关系。然后,分析了杆臂牵连平动对像点虚化的影响,并结合圆锥旋转构建了耦合扰动模型;针对耦合扰动模型提出利用惯性测量信息复合电子稳像的方法来实现低特征背景下的高精度稳像。最后,通过半实物仿真验证了该方法在低特征环境中的成像稳定精度和实时性。结果显示:提出的方法能够有效补偿俯仰-偏航式稳定平台转动以及船体晃动时形成的耦合干扰,在低特征环境中具有较高的成像稳定精度和实时性,修正误差为亚像素级。图像稳定后的峰值信噪比平均提高了4dB,基本满足船载光学精密探测系统对实时性、精度、抗干扰能力和稳定性的要求。     

基于序列图像特征配准的相机旋转补偿算法

为了解决测量过程中相机沿轴向运动时所产生的旋转引起的测量误差,提出了一种基于特征点的图像配准和最小二乘估计的相机旋转运动精确估计算法。此算法利用序列图像帧间的相关性，通过对相邻两帧图像进行运动分析，由Harris算子进行特征点的检测，然后再基于这些特征点的模版匹配方法对帧间图像进行配准，再根据多个特征点的运动矢量通过最小二乘估计获得相机的运动参数。最后对这些运动参数进一步分析，在计算中将获得的运动参数对相机沿轴的旋转运动进行补偿。该方法克服了测量中相机旋转对图像处理和测量精度的影响，弥补了因相机旋转引起的测量误差大的缺陷,提高了测量精确度。试验和仿真结果表明该方法在帧间旋转角度较小时能够实现对相机沿轴旋转运动的精确补偿，且时实性有待提高。     

基于无标定视觉伺服机器人的运动物体跟踪

介绍机器人视觉伺服的一般原理,然后选取图像的全局特征描述子-图像矩来描述图像的特征信息,推导出基于图像矩特征的图像雅可比矩阵,并按李雅普诺夫稳定性方法推导出模型无关的无定标视觉伺服控制律.最后通过运动物体轨迹跟踪的仿真试验,验证了摄像机固定和eye-in-hand两种结构下算法的正确性和有效性.     

实时电子稳像系统中Kalman滤波器的FPGA实现

针对实时电子稳像系统中Kalman滤波器的硬件实现问题,提出了一种Kalman滤波的FPGA实现方法。通过对电子稳像算法中Kalman滤波模型的分析,对滤波算法进行了化简,将滤波器的运算分解成简单的加、减、乘、除运算。利用硬件描述语言对Kalman滤波进行了FPGA实现,并对实现的滤波器进行了验证。通过软硬件仿真实验结果的对比,验证了所实现滤波器的有效性。     

空间相机中的偏流角控制

像移补偿技术是高分辨力空间相机的移补偿技术是高分辨力空间相机的关键技术.由于偏流角的存在,使得像移速度在像面坐标系存在两个分量:前向像移速度和横向像移速度,偏流角控制本质上是消除横向像移速度,因此,偏流角控制是空间相机像移补偿的一部分.不同类型的空间相机有不同的像移补偿措施,也就有不同的偏流角控制方法,本文对像移补偿方法中的偏流角控制及作用进行分析,并且介绍和分析了采用TDICCD器件的图像传输型空间相机的偏流角控制的方法.     

室内单目视觉全局定位系统的设计与实现

针对室内定位的准确、稳定、快速的工程需求,设计了一种基于单目摄像头的低成本室内全局定位系统。通过分析摄像头取景框内实际空间关系,采用普通支架摄像头架设方式,提高方案的普适性;为快速获得检测目标,设计了基于RGB图像背景减除的启发式运动目标检测方法。最后借助实验室轮式移动平台进行了实验,结果表明,文章设计的全局定位系统实现了室内运动目标的定位功能,检测到的定位点与移动平台规划路径采样点绝对距离误差小于10.16 cm。