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。     

基于DOG特征点的序列图像匹配算法

针对实时匹配的要求,提出一种基于DOG特征点的快速图像匹配算法,用以匹配只存在平移和较小旋转的序列图像.该算法通过求高斯差分算子在尺度空间上的局部极大值和极小值提取特征点,然后根据圆旋转不变特性生成20维的旋转不变特征描述子,并充分利用特征点的区域特征和灰度特征进行匹配,最后根据序列图像对应特征点之间的距离基本保持不变的特性剔除错误的匹配点.实验结果表明该算法快速有效,而且对噪声影响不敏感,具有很强的实用性.     

基于傅里叶梅林变换的SURF算法

针对加速鲁棒性特征算法,在没有后续去误匹配等处理的情况下,对存在较大旋转角度的两幅待匹配图像,匹配精度较低的问题,提出了一种基于傅里叶梅林变换的SURF算法。该算法通过对待匹配图像和参考图像实施傅里叶变换和梅林变换,利用能量谱求出两幅图像发生的旋转角度,并利用SURF算法找出图像间发生的平移和尺度变化,实现了图像间的匹配。实验结果表明,该算法可有效地实现图像间存在较大旋转角度时的几何匹配,且相比已有的SIFT和SURF算法,具有更好的匹配效果。     

动态前景干扰下的电子稳像算法

针对存在动态前景目标的抖动视频序列,提出了一种以块匹配为基础的块差分平方前景目标去除的电子稳像方法。首先,将图像分成大小为16×16的特征块,通过设定阈值筛选出具有足够梯度信息来估计运动矢量的特征块,从而减少参与计算的特征块数量以提高处理速度;然后,采用归一化互相关(Normalized Cross Correlation,NCC)匹配算法和迭代搜索策略来完成特征块的匹配;最后,采用牛顿迭代法计算仿射变换模型下的帧间运动参数,并根据这些参数完成运动补偿,实现图像序列的稳定。实验表明,算法成功地去除了视频序列中动态前景目标的干扰,对存在平移及旋转运动的视频序列,能够快速有效地去除抖动,获得稳定的视频序列。     

一种基于迭代运动估计的全景稳像系统

提出一种图像全景补偿输出的实时稳像系统.首先,提出了基于子区域运动迭代的全局运动估计算法,来快速有效地求取图像平面的仿射运动参数:在求取各子区域运动时,采用灰度投影相关的三点自适应搜索策略,结合大小搜索步长,进行由粗到细的搜索定位;然后将各子区域运动带人6参数仿射运动模型,通过最小二乘迭代,去除误差较大块即误匹配或前景运动块,从而提高全局运动估计精度.其次,对原始运动矢量序列进行滤波处理,以提取抖动参数:采用Kalman滤波器,一方面较好地平滑运动矢量以降低视频抖动,另一方面有效跟随摄像系统的有意扫描运动.最后,提出图像全景补偿方法,有效改善图像边界信息缺失带来的视觉误差.实验结果表明该系统可以实时处理视频序列的平移旋转等抖动,而且输出全景视频图像保持视觉的完整流畅.     

一种基于飞行平台的数字稳像及目标跟踪系统

针对复杂运动条件下的空基目标跟踪器,提出了一种基于飞行器平台的运动目标跟踪系统。首先,提出了一种基于对数-极坐标（log-polar）变换的数字稳像算法。该算法对图像序列间可能存在任意角度的旋转运动、较大的缩放运动和平移运动进行运动估计和运动补偿。其次,采用了基于反向组合算法（ICA,inverse compositional algorithm）的图像对准技术对运动目标进行跟踪。真实数据的实验表明,该系统能够在复杂运动的飞行平台上对移动目标进行精确跟踪。     

基于图像交叉分块的电子稳像算法

该文提出一种基于图像交叉分块的电子稳像算法。该算法利用相邻两帧图像间存在相同特征的性质,首先通过对图像的交叉分块提取反映图像全局信息的特征点集合,然后根据运动模型建立能量函数,使相邻帧的特征点集合达到最佳匹配,同时获取全局运动参数,最后进行运动补偿以实现稳像目的。稳健的特征点与运动模型匹配相结合,能够有效地处理存在较大旋转和偏移的序列图像。通过强噪声实验表明,该算法具有较好的鲁棒性。     

基于SiftGPU特征匹配方法的实时视觉里程计系统

采用尺度不变特征变换(SIFT)特征匹配方法对双目相机图像进行立体匹配,同时匹配相邻两时刻的三维点,求解运动方程进行运动估计,得到机器人2个时刻坐标变换的旋转和平移参数;使用每2个时刻的旋转和平移结果进行机器人的路径反演,采用GPU加速SIFT特征提取与匹配,实现实时的视觉里程计系统,并采用RANSAC算法用于运动估计剔除误匹配点干扰。实验结果表明,具有仿射变换较强不变性的SIFT特征匹配算法能够得到较为精确的路径反演结果,采用GPU加速SIFT特征提取与匹配能达到实时的视觉定位效果。     

基于对数极坐标变换的图像匹配算法

相位相关算法通常只具有平移不变性,而不具有尺度和旋转不变性,因此无法对存在尺度和旋转变化的图像进行图像匹配.而对数极坐标变换可以将图像在笛卡儿坐标系下的尺度和旋转变化变换为沿对数极坐标系的平移运动,具有较好的尺度和旋转不变性.文中提出了一种基于图像对数极坐标变换的相关匹配算法.仿真结果表明基于对数极坐标变换的相位相关算法可以针对具有尺度和旋转变换的图像进行很好的匹配,并能检测出图像的旋转角度及尺度参数.     

矿井车载摄像系统中电子稳像算法的研究

为克服矿井车载摄像系统在视频采集过程中的图像抖动问题,提出了一种基于MIC-Harris角点特征的自适应运动补偿电子稳像算法。首先,提出MIC-Harris角点检测算法和由粗到精的匹配策略,实现序列中特征点的快速精确提取。然后根据矿井移动车载图像运动特点,构建运动参数估计模型,运用最小二乘法实现全局运动矢量的求解。最后,提出自适应相邻帧补偿方法,结合Kalman滤波实现补偿矢量的计算,在滤除高频随机抖动同时保留了车载摄像机低频主动运动,并克服了连续视频序列长时间稳像处理的帧间累积误差问题。实验仿真结果表明：本文提出的算法不仅融合了MIC运算速度快和Harris准确度高的优点,而且能够实现矿井车载摄像系统的长时间连续稳像处理,具有较好的稳像效果。