视频稳像的Sift算法优化

针对连续拍摄的相邻视频帧具有视场重叠度高,视角转换小,平移量小等特点,对Sift特征匹配算法进行优化,以降低视频稳像的运算量.研究了图像尺度空间变换,尺度空间的特征点提取,特征点匹配算法和相邻帧间的平移旋转矩阵,并给出了Sift优化的说明和算法的实验结果.首先对当前帧的图像提取相邻两个尺度空间的特征点,并与上一帧图像的两个尺度空间的特征点进行匹配.然后去掉匹配度小于某一阈值的特征点,对剩余的特征点根据旋转平移矩阵求解视频帧的旋转分量和平移分量.实验证明本算法能够将Sift算法运算量减小96.8％,同时视频的旋转稳像误差在±0.3％以内.     

基于特征匹配的视频稳像算法

应用电子稳像技术的基本原理,以机载成像设备所摄取的图像为研究对象,实现了抖动视频序列稳像的过程。首先对参考帧图像提取特征点,在当前帧找到匹配的特征点以求取帧间运动矢量。采用Kalman滤波方法对运动矢量进行处理,去除抖动分量,再对参考帧进行逐帧运动补偿。经过穏像前后的视频序列帧间差值对比可知,很好的去除了视频序列的抖动。     

基于背景特征点匹配的视频稳像

针对特征点在前景运动物体上会严重影响运行矢量准确性的问题,本文提出利用特征点分类的方法,通过计算KLT跟踪特征点,计算运动估计所得匹配点跟踪所得特征点之间的距离,并由MSAC算法不断更新前景特征点和背景特征点集,最后仅采用背景上的特征点进行全局运动估计,从而进行稳像。实验结果表明,本文方法稳像后视频平滑度更高,而且本算法的无定义区域明显减少,更利于人眼视觉感受。     

高空飞艇螺旋桨车载试验系统设计与验证

针对高空飞艇螺旋桨低雷诺数高马赫数的气动特性,设计了一种车载试验测控系统,将螺旋桨、电机、电源和测控设备等安装在运输车上,通过改变螺旋桨试验海拔高度改变试验环境大气参数,得到不同密度下的螺旋桨性能。该测控系统使用一种组合式传感器天平,利用基于虚拟仪器的LabVIEW开发软件实现了试验数据采集和仪器控制,并根据车载试验的特点提出了车载试验的数据处理方法。通过对比分析车载试验的结果和CFD计算数据可知,二者基本吻合,从而验证了高空飞艇螺旋桨车载试验测控系统的可行性。     

指纹图像分割与增强算法

针对现有的指纹增强算法中图像分割不彻底,不能很好地修复指纹断裂纹线问题.以分形理论为基础,利用差分计盒维数算法与Gabor滤波器增强方法,通过计算指纹图像的方向场和频率场,设计了一种指纹图像增强算法.实验结果表明,该算法提高了指纹图像的处理速度,对断裂处的指纹脊线有很好的修复效果.     

基于混合粒子群优化算法的高空飞艇成像任务规划

针对高空飞艇成像任务规划问题进行研究,分析了高空飞艇遂行对地观测活动所需满足的主要约束,建立了以最大化任务收益为优化目标的约束满足模型。采用基于分层优化的求解框架,将原问题分解为主问题和子问题,并分别设计了求解算法。随后在仿真实验中,通过与经典调度算法对比,验证了该算法的优化效果。     

改进的灰度投影电子稳像算法

针对灰度投影算法在稳像时用时较长的问题,提出一种快速三点搜索算法。在不影响稳像效果的前提下,对图像进行分区,用改进的算法进行灰度投影的矢量求解,并运用均值滤波得到全局运动矢量,实现运动补偿。实验结果表明,该算法计算的峰值信噪比(PSNR)与传统的灰度投影算法比相差小于0.5dB,但时间却减少了21.8ms。     

一种鲁棒的电子稳像系统

基于特征点跟踪的全局运动估计和利用Kalman滤波的运动补偿,提出一种鲁棒的电子稳像系统．首先,提取特征点的局部信息以估计全局运动,其中各特征点的跟踪是通过特征窗匹配来完成的,同时根据特征点集间具有稳定相对位置的结构特征,提出距离准则,对特征匹配进行验证,来去除前景运动点或误匹配点(即局部特征点)．然后,将所有验证后的匹配点对(全局特征点)带入运动模型,并利用Levenberg-Marquardt进行最优化迭代,求出全局运动矢量． 最后,对原始运动矢量序列进行Kalman滤波,提取抖动参数以补偿图像．实验结果表明,该系统可以处理图像序列的平移、旋转和缩放等抖动,并且对于场景中的局部运动有良好的鲁棒性．     

基于分块灰度投影的电子稳像算法

针对灰度投影法在灰度值单一、对比度差的图像序列中稳像精确度不足,改进基于灰度投影的运动估计算法,先采用卡尔曼滤波将采样图像进行预处理以去除噪声,再将每帧图像分成4个子区域,按原方法对各子区域内像素点进行灰度投影,计算出子区域在x轴和y轴上的偏移量,分别平均得到整体偏移量,用插值放大的方法进行运动补偿。选取日本九州大学图片数据库中图像序列的相邻两帧进行仿真试验,结果表明,改进算法的峰值信噪比可提高21.5%。     

矿井移动载体摄像的电子稳像算法

针对矿井移动载体摄像造成的视频抖动,提出一种电子稳像算法,分离移动载体摄像中的主动扫描运动矢量和随机抖动矢量,实现视频序列的稳像补偿.算法首先利用平移运动模型建立图像运动矢量估计方程,以视频序列的角点特征建立帧间映射,求解其最小二乘解得到帧间图像全局运动矢量.然后针对移动载体摄像抖动的不确定性,构建粒子状态预测方程,采用二维欧氏距离定义观测值和观测概率密度,求解运动补偿矢量.通过算法有效性和稳像准确度实验,结果表明:该稳像算法可有效保留摄像机主动扫描运动、去除随机抖动,提高了输出视频的图像质量,稳像后峰值信噪比(PSNR)的平均值比稳像前提高了25.38DB.     

面向监控视频的行为模式挖掘

行为模式挖掘技术是监控视频语义分析的重要组成,由于先验知识的缺乏与特征维数约束,难以准确定义参数化挖掘模型的结构复杂度,通过非参数化的无限高斯混合聚类运动特征得到原子行为模式,并估计其持续时间分布,使用局部特征维测试验证了挖掘模型的运动相似性假设。结果表明所得到的行为模式集准确刻画了场景的潜在运动语义,而通过行为中存在的时间多形态分布进一步发现了隐藏运动知识。     

平流层飞艇的建模与辨识

首先，利用力学原理，建立了平流层飞艇动力学模型和运动学模型、螺旋桨推力模型、舵模型和气动力模型；其次，以水平直飞为基础运动，分析了飞艇速度和角速度状态对发动机转速输入和舵偏角输入的响应，从而得到近似的线性传递函数模型结构；第三，应用最小二乘递推算法对模型参数进行了辨识。仿真结果验证了建模和辨识方法的精确性；最后，对利用实际试飞数据进行飞艇模型的辨识提出了建议。     

投影算法与块匹配法结合的实时数字稳像方法

为了实时地稳定摄像系统的输出视频，特别是图像序列中存在运动物体的视频，提出了一种稳像方法.首先用灰度投影算法对图像序列进行粗匹配；然后用块匹配法在粗匹配的基础上进行精确匹配；最后将两次匹配得到的运动矢量相加得到最后的运动矢量，补偿图像序列的运动.进行匹配的小块是根据参考帧的拉普拉斯变换选取的.对实时稳像实验结果的定量分析和评价表明，该方法切实可行，并具有速度快、精度高的特点.     

适用于大角度抖动的电子稳像算法

在角点检测的基础上,提出了一点对多点的配对策略,并针对该策略推导了能够解决图像序列同时存在平移和大角度旋转的稳像新算法.该算法克服了其他稳像算法必须准确求解图像旋转中心的缺点,突破了以往大多数算法仅解决平移和小角度旋转(一般是3°到5°)的限制.实验结果表明,当抖动图像的旋转角度转到18°时,仍然能达到很好的稳像效果,且稳像后图像的平均峰值信噪比比稳像前提高了约26 dB.     

高空平台不稳定对平台间光通信性能的影响及抑制

考虑晃动对平台间光通信的影响,结合Γ大气扰动模型,推导出平台间光通信的误码率表达式,进一步分析平台晃动条件下平台间光通信捕获、跟踪和瞄准(APT)系统的设计要求。结果表明,发送端偏转和接收端的垂直运动对平台间光通信性能影响较大,而接收端偏转和发送端的水平运动对平台间光通信性能影响较小;满足平台间光通信误码率小于10-6的APT系统瞄准精度应低于50μrad。     

一种指纹图像增强的新方法研究

为了确保指纹特征提取算法的鲁棒性,需要对原始指纹图像进行预处理以增强纹线的清晰度,增加脊线和谷线的对比度,减少伪信息.实现了一种基于Curvelet变换的指纹图像增强算法,阐述了Curvelet变换的定义及其应用于指纹图像增强的过程,研究了Curvelet系数的调整方法.Curvelet变换比小波变换能够更好的描绘图像的边缘,而且具有很强的方向性.实验证明,应用Curvelet变换能够较好的解决指纹图像的增强问题.     

一种指纹图像增强的新方法研究

为了确保指纹特征提取算法的鲁棒性，需要对原始指纹图像进行预处理以增强纹线的清晰度，增加脊线和谷线的对比度，减少伪信息．实现了一种基于Curvelet变换的指纹图像增强算法，阐述了Curvelet变换的定义厦其应用于指纹图像增强的过程，研究了Curvelet系数的调整方法．Curvelet变换比小渡变换能够更好的描绘图像的边缘，而且具有很强的方向性．实验证明，应用Curvelel变换能够较好的解决指纹图像的增强问题．     

面向物联网应用平台的Socket设计与优化

在物联网平台的通信层,利用缓冲池、线程池建立多线程并发连接,提出一种高效Socket服务器设计方案,在应对大量的用户和数据请求的同时,最大限度地减少系统开销和缓存的使用。仿真结果表明,引入线程池和缓冲池的Socket服务器可减少线程的创建和销毁时间以及客户端阻塞时间,减少线程的动态生成和销毁过程,从而增强服务器的处理能力。