地面复杂场景图像相关跟踪算法研究

提出了一种性能良好的快速图像相关跟踪算法，利用视频图像序列帧间及帧内的相关性，采用空间及灰度多尺度分解算法，减少匹配算法的运算量和提高目标定位精度，建立相关跟踪置信度评估、模板自适应刷新、相似目标辨识等准则，有效地提高目标跟踪的稳定性和鲁棒性。实验结果表明，该算法能够较好地实现各种复杂场景条件下的目标稳定跟踪。     

基于信号相似的运动估计及其在图像稳定中的应用

图像稳定技术是大多数从图像序列中目标检测和跟踪方法的基础,并且这类实时应用常常对算法的快速性具有更高的要求。本文针对复杂背景下图像序列的特性,提出了一种信号和图像相似的判断方法,以及一种具有可变分辨率的类四叉树结构,并给出了基于它们的图像序列帧间全局运动估计方法,并用它来稳定序列图像;该法使用类四叉树结构划分图像逐渐聚焦以分割出满足独特性要求的图像参照结构,将参照结构的选择和图像的粗匹配集成起来,使参照结构的选择过程不依赖于图像分割的结果,避免了额外开销;特别是新算法在估计过程中将复杂的二维图像运算转化为一维投影进行处理,有效的降低了计算负荷。试验表明新算法不仅能够补偿帧间的平移运动,而且可以补偿帧间的旋转运动。较好的解决了由运动摄影机获得的复杂背景下序列图像的稳定问题,加快了算法的速度,提高了序列图像的稳定精度。     

基于光流法的多分辨率电子稳像算法

针对动载体摄像系统中视频序列受载体姿态运动及抖动的干扰而出现的不稳定现象,提出一种基于光流算法的多分辨率电子稳像算法。首先,通过划定有效的运动估算区域取代对整帧图像的计算以降低计算量;然后,利用基于光流算法的多分辨率分层运动估计快速并精确地计算出包含平移、旋转以及缩放运动的相邻帧间仿射变换参数;最后,采用固定帧补偿算法,利用求得的仿射变换参数,对图像进行运动补偿,消除或减轻图像序列帧间的随机抖动,达到稳像的目的。实验结果表明,针对包含运动目标的动态场景,该算法可以精确地检测出视频序列帧间平移、旋转以及缩放等复杂的抖动,水平和垂直方向的稳像精确度小于1pixel,保证视频序列的稳定输出,可应用于目标跟踪系统中。     

红外图像序列的目标增强和检测

文中主要研究了远距离红外图像序列的目标增强和检测问题,提出了基于局部纹理特征的红外图像增强算法,利用红外图像目标和背景区域局部纹理特征的差异来增强目标和背景区域的对比度;为了提高目标检测的速度和精度,利用序列图像的帧间相关信息,采用边检测边跟踪边确认的目标检测方法。实验结果表明,对于远距离、小目标的红外图像,这种增强算法在目标对比度和细节方面都明显优于直方图均衡化方法,而本文采用的目标检测方法仅需很少几帧图像就能检测和跟踪目标,可以在确保目标检测的可靠性的前提下,提高目标的检测速度。     

一种改进的红外弱小目标快速检测方法

针对复杂背景下红外弱小目标检测率低、目标跟踪困难的问题,提出一种改进的红外弱小目标快速检测方法。该方法采用改进的形态学滤波抑制背景噪声,对处理后的多帧图像进行方差估计初步突出目标像素,然后对其进行信噪比估计得到整个图像序列像素得分,图像中像素信噪比高的被标记为目标像素,再对标记过的图像进行分块分析,最终准确提取出连续图像序列中的目标像素。检测出的目标像素作为Hough变换的目标跟踪算法的输入,设置双阈值实现目标的有效跟踪。实验结果表明,在复杂背景下的红外弱小目标提取中,基于噪声方差估计的目标检测拥有较高的检测概率和较低的虚警概率,将其获得的目标像素作为Hough变换的输入,不仅可以有效跟踪目标,而且简化了算法的复杂度,实现目标的快速提取和跟踪,具有很高的应用价值。     

基于噪声方差估计的红外弱小目标检测与跟踪方法

针对红外弱小多目标图像背景杂波干扰严重、弱 小目标检测率低和目标跟踪困难的问题,提出一种 基于噪声方差估计的红外弱小目标快速检测与目标跟踪算法。首先采用改进的形态学 滤波抑制背景噪声, 对处理后的多帧图像进行方差估计初步突出目标像素;然后对其进行信噪比(SNR)估计得到整个图像序列像素得 分,图像中像素SNR高的被标记为目标像素;再对标记过的图像进行分块分析 ,准确提取出连续图 像序列中的目标像素;将检测出的目标像素作为Hough变换的目标跟踪算法的输入,设置双 阈值实现目标 的有效跟踪。实验结果表明,在复杂背景下的红外弱小目标提取中,基于噪声方差估计的目 标检测拥有较 高的检测概率和较低的虚警概率,将其获得的目标像素作为Hough变换的输入,不仅可以有 效跟踪目标, 而且简化了算法的复杂度,实现目标的快速提取和跟踪,具有很高的应用价值。     

基于OpenCV的红外弱小运动目标检测与跟踪

针对信噪比低、背景和噪声干扰严重的红外图像,根据图像序列中运动目标的帧间相关特性以及噪声的不相关理论,基于OpenCV（Open Soure Computer Vision Library）计算机视觉库,提出了一种弱小目标的检测算法,并对检测到的目标进行了跟踪。采用能量累积的方法得到背景,然后从原始图像中去除背景,提高信噪比;利用目标的帧间相关特性以及运动信息去除噪声;最后通过Kalman滤波算法来对检测到的目标进行跟踪。实验结果表明:该检测算法能有效地从序列图像中提取出弱小运动目标,跟踪算法也能实时地进行跟踪并在目标被遮挡时准确地预测出目标位置。     

基于最大值投影和快速配准的空间小目标检测

天基观测平台下弱小目标的检测是分析空间安全的重要研究内容。由于空间中存在大量外观与目标相似的恒星导致可利用空间分布信息缺乏;观测平台的不规则性运动导致帧间成像差异,都使得开发自动快速处理算法的难度增加。在分析星空图像模型的基础上,提出了一种基于三角形匹配和最大值投影的小目标检测方法。首先通过特征三角形对序列图像进行配准,并采用星点坐标矩阵的方法减小计算量。然后针对序列帧所有图像,采用最大值投影变换的方法,检测运动的小目标。最后通过200帧观测图像对算法进行验证,实验表明该方法能实时、准确地对目标进行检测,同时可以精确地定位目标质心。     

基于小波提升框架及小波能量的红外弱目标检测方法

针对图像序列中红外弱小目标的检测与跟踪中遇到的难点,即信噪比低、帧间相对位移小等问题,提出一种基于小波提升框架及小波能量的目标检测算法。新方法首先对隔帧融合生成的图像进行小波提升变换,然后通过计算水平及垂直方向上小波能量并选取合适的阈值将目标提取出来,再结合目标的帧间相关性实现准确跟踪。由于新方法联合考虑了帧间信息及单帧的灰度信息,因而检测结果比常规方法更为准确可靠。试验结果表明,新方法对信噪比小于2、帧间位移小于一个像素的红外斑点目标的检测与跟踪十分有效,并且实时性很好。     

基于五帧差分和模板匹配的运动目标检测识别

针对帧差法和背景差分法检测运动目标准确率低,自适应能力弱等缺陷,提出了一种改进五帧差分法与背景差分法和模板匹配相结合的运动目标检测和识别算法;通过改进的五帧差分和背景差分法融合的算法从视频图像序列中检测出运动目标;利用形态学方法去除噪声,改善运动目标提取效果;在Harris算法提取图像匹配特征值的基础上角点配准,提高图像识别的准确率,通过提取目标特征与自适应模板图像进行特征匹配的方法实现了目标检测识别和跟踪。仿真结果和实验表明该方法有噪声和部分遮挡的运动目标有良好的检测识别效果,识别率达到了95%。     

基于高阶累积量的红外图像时域检测

提出了一种基于高阶累积量的红外图像序列中运动弱小目标时域检测的新方法,该方法定义了观测数据的三阶累积量,并在时间剖面上,通过快速运动目标与缓慢变化的背景像素的灰度特征差异,实现对弱小目标的检测.利用实测数据进行了仿真,实验结果表明了该方法的有效性.     

一种新的红外序列图像运动小目标分割算法

红外序列图像运动小目标检测技术,是红外搜索与跟踪系统的一项核心技术,也是现代研究领域的一大难题。本文提出了一种新的红外序列图像运动小目标分割算法,算法运用边界跟踪理论进行图像分割,并与传统的阈值分割算法进行效果比较。大量的实验结果表明,此新的算法能取得更好的小目标分割效果。     

基于局部二元模式算子的红外弱小目标检测

文中针对在传统红外弱小目标检测中,需要进行背景抑制滤波所带来的图像性质改变和检测速度不理想的问题,提出了一种基于局部二元模式(local binary pattern,LBP)算子的红外弱小目标检测方法.该方法对传统LBP算子进行了改进,使其提取的LBP编码值可以有效地描述红外弱小目标的灰度分布特性,达到了在不进行背景抑制滤波的条件下有效检测弱小目标的目的.结合改进的LBP算子和红外弱小目标灰度的"尖峰"特征,建立了灰度自适应快速扫描机制,有效提高了检测速度,降低了重复告警的出现概率.通过实录红外图像序列检测实验,证明本文方法在检测性能和检测速度方面的有效性和优越性.     

一种基于数学形态学的红外弱小目标检测方法

提出了一种红外图像序列中运动弱小目标检测的新方法。该方法在时间剖面上采用数学形态学滤波和中值滤波来抑制杂波背景干扰,并对去除背景后的图像进行分割,然后利用序列图像中目标运动的连续性和轨迹的一致性来检测出真正的目标。利用实测数据进行了仿真,实验结果表明了该方法的有效性。     

红外图像序列中运动弱小目标检测的方法研究

研究在红外图像序列中检测运动弱小目标的方法。首先通过高通或形态学滤波进行图像预处理，进一步用似然比检测分割出侯选目标，考虑到环境干扰造成的目标在某一帧暂时消失的情况，提出了利用目标运动特征通过选择合适的邻域判决条件并结合图像流分析提取运动弱小目标的一种方法。模拟实验表明该方法能够准确高效地检测出运动弱小目标。     

对红外序列图像中小目标分割的研究

针对在云天背景下运动红外小目标的分割,对目标在图像序列表现出来的特性进行了分析.根据目标不仅在单帧图像中有自己的灰度分布特性,而且它们的灰度在相邻图像中也具有连续性,提出了一种新的分割方法.该方法把单帧图像的处理结果与相邻多帧图像滤波结果相结合,大大提高了目标的分割的精度.实验证明,该分割方法十分有效.     

基于Retinex理论和灰度形态学的红外弱小目标增强方法研究

针对红外弱小目标检测的难点,提出了一种将形态学滤波和Retinex相结合的检测方法.首先采用灰度形态学滤波来对红外图像进行预处理,然后运用Retinex理论对背景进行有效抑制,使图像的对比度和信噪比得到有效增强.该算法用弱小目标的红外图像进行了仿真验证.试验结果表明:该算法可有效的检测出弱小目标,具有检测速度快,抗干扰能力强,易于工程实现的优点.     

基于动态显著性特征的粒子滤波多目标跟踪算法

针对复杂背景条件下图像序列中运动多目标跟踪问题,提出一种基于动态显著性特征的粒子滤波多目标跟踪算法,该算法借鉴心理学中关于视觉注意的研究成果,综合目标的灰度、细节和运动特性形成稳健的动态显著性特征,用来作为粒子滤波的状态向量。由于该算法中的显著性特征来源于目标的多种底层特性,因此算法具有很强的稳健性,同时,粒子滤波可实现非线性非高斯状态空间模型的最优估计。故而,该算法能够同时处理多个目标跟踪过程中的航迹管理问题,以及目标出现、消失、合并、分裂、被障碍物遮挡等问题。实验结果表明,该算法能够很好地实现复杂图像序列中的多目标跟踪。     

基于热传导理论的背景抑制算法应用研究

针对复杂背景中红外运动目标检测速度慢,检测概率低的问题,对红外图像的背景和目标特性进行了分析,提出了一种基于热传导方程和自适应阈值的红外目标实时检测算法。首先,依据红外图像背景具有各向同性的分形特性,确定采用各向同性的算子对背景进行估计;然后,根据热传导方程和反热传导方程在图像处理中的应用,推导出了用于红外目标检测的背景抑制算子,在此基础上设计了自适应阈值用于红外目标的检测;最后给出了该算法的实验结果,并与基于特征选择性滤波的检测算法做了比较。实验结果表明该算法具有良好的背景抑制和目标增强性能,大幅提升了图像的信噪比,提高了红外运动目标的检测概率,且结构简单,有利于硬件实时实现。     

红外序列图像运动小目标检测算法

利用红外序列图像小目标运动的连续性进行背景恢复,滤除背景以提高信噪比,在门限检测后对图像进行边缘滤波以进一步提高检测概率,最后再一次运用目标的运动特性确认目标,减小虚警率,从而有效地检测出目标。实验结果证明,这种算法检测率高,而且计算简单,易于硬件实现。