電子圖像穩(wěn)定技術(shù)及其應(yīng)用研究.pdf

1、電子圖象穩(wěn)定技術(shù)用來解決運(yùn)動載體上圖像傳感器獲得的圖像序列的穩(wěn)定問題,是一項(xiàng)難度較大、實(shí)用性很強(qiáng)的視頻圖像處理技術(shù),廣泛地受到國內(nèi)外軍事部門、航空航天部門和工業(yè)部門的高度重視,也是目前國內(nèi)外有關(guān)學(xué)者研究的熱點(diǎn)課題之一。
　　 論文主要研究采用數(shù)字圖像處理算法解決在導(dǎo)彈或運(yùn)動載體上攝像機(jī)獲得的圖像序列的穩(wěn)定問題。研究的內(nèi)容包括全局運(yùn)動估計(jì)算法、抖動判別算法和序列幀補(bǔ)償算法,并進(jìn)一步將研究成果應(yīng)用于圖像序列分段和關(guān)鍵幀提取算法。

2、r>　　 論文在全局運(yùn)動估計(jì)算法的研究主要包括:(1)提出了基于多直線特征的全局運(yùn)動估計(jì)算法。基于多直線特征的運(yùn)動估計(jì)算法利用了直線的普遍存在性、直線段描述的簡單性、多直線段的全方向性來有效地估計(jì)局部運(yùn)動參數(shù),同時(shí)也利用多個直線段的分布性來整合全局運(yùn)動參數(shù)以有效地克服局部運(yùn)動的影響。(2)提出了基于相位相關(guān)性的全局運(yùn)動估計(jì)算法?；谙辔幌嚓P(guān)性的全局運(yùn)動估計(jì)是一種直接求解全局運(yùn)動參數(shù)的方法,它利用付立葉變換的“空間域的平移運(yùn)動引起頻率域

3、中相位的變化”的性質(zhì),通過計(jì)算兩幀圖像的相位相關(guān)函數(shù)來估計(jì)它們之間存在的相對運(yùn)動參數(shù)。在論文中還分析了局部區(qū)域的變化和非整數(shù)像素位移等因素對相位相關(guān)函數(shù)的影響并提出了相應(yīng)的解決方法。
　　 論文在圖像序列穩(wěn)定算法的研究主要包括:(1)提出了基于平均值濾波法的抖動判別算法。(2)提出了基于Kalman濾波器的抖動判別算法。分別建立了不帶運(yùn)動判別的基于Kalman濾波器的抖動判別算法和帶運(yùn)動判別的基于Kalman濾波器的抖動判別算法

4、。并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較了抖動判別算法的性能。(3)提出了基于圖像拼貼的序列幀補(bǔ)償算法。基于圖像拼貼的序列幀補(bǔ)償算法可以補(bǔ)償視場內(nèi)出現(xiàn)空白區(qū)域的情況,解決了采用簡單的幾何變換方法進(jìn)行圖像補(bǔ)償所帶來的缺點(diǎn)?；趫D像拼貼的序列幀補(bǔ)償算法根據(jù)目標(biāo)一般都居于視場中心的假設(shè),利用求取的全局運(yùn)動參數(shù),對圖像幀進(jìn)行對齊和周邊鑲嵌,再根據(jù)實(shí)際補(bǔ)償參數(shù)的數(shù)值剪切圖像并按序輸出。這種方法有效地克服序列補(bǔ)償中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)溢出視場或視場出現(xiàn)空白情況,既達(dá)到了穩(wěn)定圖像

5、的目的也保證了視場數(shù)據(jù)的完整。
　　 論文在視頻序列結(jié)構(gòu)化的研究主要包括:(1)提出了一種基于相位相關(guān)性的序列分段算法,對傳統(tǒng)的視頻流進(jìn)行了基于內(nèi)容的視頻序列結(jié)構(gòu)化處理。把逐幀描述的序列結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為按鏡頭和場景描述的結(jié)構(gòu),為圖像序列按內(nèi)容檢索的實(shí)現(xiàn)提供了手段。(2)提出了基于圖像拼貼的鏡頭關(guān)鍵幀的提取方法。利用圖像拼貼技術(shù)使提取出的鏡頭關(guān)鍵幀包含鏡頭中所有幀的內(nèi)容,而且還可以使分散在不同幀中的信息完整化。
　　 論文的主要

6、研究成果現(xiàn)已著錄成中國國防科學(xué)技術(shù)報(bào)告(GF報(bào)告)。本論文的主要創(chuàng)新性研究工作包括:
　　 (1)提出了基于多直線特征的全局運(yùn)動估計(jì)算法;
　　 (2)提出了基于相位相關(guān)性的全局運(yùn)動估計(jì)算法;
　　 (3)提出了基于平均值濾波的抖動判別算法;
　　 (4)提出了不帶運(yùn)動判別和帶運(yùn)動判別的基于Kalman濾波器的抖動判別算法;
　　 (5)提出了基于圖像拼貼的圖像序列幀補(bǔ)償算法;
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