一种基于卡尔曼滤波的数字稳像算法

经典卡尔曼滤波算法对存在复杂有意扫描运动的视频进行数字稳像时,稳像后的图像帧会出现较大未定义区域,为了解决该问题,文章提出了一种改进的数字稳像算法,并采用块匹配法估计相邻两帧图像的全局运动矢量,使用卡尔曼滤波器对全局运动矢量进行滤波,构造表征未定义区域大小的偏差量,并与滤波器残差相加作为新的残差,根据偏差的大小及其变化,采用模糊控制的方法控制偏差值对新残差的影响。实验结果表明,该方法能够有效滤除视频中的高频和低频抖动噪声,同时明显减小稳像后视频帧的未定义区域。     

一种基于角点特征的数字稳像算法研究

针对复杂背景情况，提出一种基于角点特征的车载视频图像序列数字稳像算法．采用改进的Harris算子提取特征点，根据三级匹配策略实现对应点的匹配；建立参考图像与当前图像的映射关系，采用最小二乘解得到图像帧间的全局运动参数；最后利用Kalman滤波平滑运动参数，实现帧间的实时运动补偿，达到稳像目的．实验结果表明该方法去除了高频抖动，较好的保留了摄像机的主动运动，稳像后的视频具有良好的视觉效果．     

基于视频抖动的灰度投影稳像算法

针对抖动导致车载视频图像失真的问题,将图像区域等分的思想与灰度投影算法融合,获得一种利用局部运动矢量估算全局运动矢量的方法;借助图像的全局运动矢量和滤波的思想,利用运动矢量偏差补偿抖动对图像失真的影响,获得一种稳像算法。数值实验结果表明,该稳像算法对于提高车载视频图像的稳定性具有好的效果。     

基于FAST-9角点与光流法的机载视频稳像算法

针对机载视频图像受载体姿态运动及抖动而出现的不稳定现象,提出FAST-9角点与光流法结合的电子稳像算法。首先对参考帧提取FAST-9角点,利用光流法在当前帧找到匹配特征点以求取帧间运动矢量。采用卡尔曼滤波计算出补偿分量,对各帧图像进行运动补偿。经过稳像前后的视频序列帧间差值对比可知,很好地去除了视频序列的抖动。     

一种改进的基于角点检测的并行化电子稳像算法

针对摄像设备拍摄视频抖动问题和实时处理要求,本文提出一种改进的基于角点检测的并行化电子稳像算法.该算法采用并行计算和软硬件协同计算的方法,对基于Harris角点检测及Hu几何不变矩的电子稳像算法进行了改进,算法通过网格划分和区域极限值的并行计算,减少了角点检测的计算量,采用并行化改进的RANSAC计算提升了剔除误匹配的处理效率,并基于图形处理器(Graphic Processing Unit,GPU)和FPGA完成了电子稳像算法的优化设计实现.实验结果表明,本文算法在保证良好稳像质量的同时,对720p视频进行单帧稳像的时间仅为25.48ms,能够完成帧率为30帧/s的分辨率为1 280×720的视频实时稳像.     

引导滤波算法的CUDA加速实现

针对引导滤波算法运算速度慢、无法实时处理的问题, 提出基于统一计算设备架构(CUDA: Compute Unified Device Architecture)实现引导滤波算法的加速。利用CUDA 并行编程实现图像邻域窗口像素值求和,进而获得图像邻域均值; 通过利用寄存器和纹理存储器, 同时优化算法步骤, 获得引导滤波关键参数, 进而实现对算法的整体优化。实验结果表明, 与基于CPU 实现引导滤波算法相比, 基于CUDA 并行处理可在很大程度上提高运算速度, 基本达到了实时处理的要求。     

六旋翼飞行平台的视频稳像技术

低空飞行器监控平台在突发事件现场往往面临恶劣环境以及飞行器自身抖动影响监控质量的挑战,而现有的视频稳像技术无法很好地解决较大场景变化和显著景深影响的问题。该文针对六旋翼低空监测平台在复杂环境下应急视频监控稳像的难点,提出了一种基于运动分解估算和混合基准帧比照的视频稳像算法。基于运动分解估算的运动估计算法利用矩阵分解原理,将全局运动分解成帧间运动和前帧运动的合成,保证了场景快速变化条件下运动估计的准确性和时效性。混合基准帧比照方法运用基于阈值设定的形式,综合考虑计算误差和稳像连续性两方面的因素,寻找较为平衡的基准帧更新算法,有效地解决了视频景深影响造成的误差。实验结果表明:该算法提高了运动估计的准确率和计算效率,可满足六旋翼飞行器监控视频的稳像要求。     

基于自适应配准参数更新的实时彩色视频图像融合方法

提出一种基于自适应配准参数更新并适用于待配准可见光与红外视频图像的实时彩色融合算法. 首先,自适应地更新每帧图像的配准参数,完成对每帧可见光图像和红外图像的配准;其次,对配准的图像进行线性灰度融合,选取合适的彩色目标图像,在YUV空间完成目标图像颜色信息向融合图像的快速颜色传递,得到彩色融合图像. 实验结果表明,算法效果明显优于伪彩色融合方法,且运算速度完全能够满足对视频进行实时处理的要求.      

基于分区灰度投影稳像的运动目标检测算法

针对视频监控系统中,复杂环境引起摄像机抖动,造成运动目标检测不准确的问题,提出了一种基于分区灰度投影稳像的运动目标检测算法.首先对每帧图像进行分区,利用分区灰度投影算法对图像各分区的运动矢量进行准确提取和相关性分析,进行抖动判断,并对抖动帧进行运动补偿.然后利用高斯混合背景建模算法进行运动目标提取.最后对目标提取结果进行形态学处理,以进一步提高目标提取的精度.实验结果表明,本文算法较好地消除了场景中运动目标对运动矢量计算的干扰,实现了在摄像机抖动视频场景中的运动目标的准确检测和提取,大大降低了抖动视频目标检测的虚警率.     

基于多路径优化的视频稳像方法

为了对日常生活中手持设备拍摄的视频进行稳像处理,提出了一种基于多路径优化的稳像方法.首先,进行运动估计,将输入视频的每一帧划分成均匀的网格,通过估计网格顶点的运动矢量得到帧间的运动;接着,进行运动平滑,将上一步的运动累加起来得到相机的运动轨迹,然后利用设计的多路径优化模型进行平滑处理;最后,进行运动补偿,对视频的每一帧进行补偿,得到稳像后的视频.将该方法和最近一些较好的方法进行处理时间和稳像结果的对比实验,结果表明,该方法耗时少,能取得令人满意的稳像效果.     

基于单向投影矢量的数字电子稳像方法

为了减少计算量，进行实时稳像，提出了一种基于单向投影矢量进行运动估计的数字稳像方法．把匹配块像素灰度值向水平或垂直方向投影，形成一个原始矢量；对参考图像的搜索区进行投影，形成多个同样维数的矢量．构建一个参考矢量矩阵；比较原始矢量与参考矢量矩阵中的每个矢量之间的差分．找到最佳匹配点．在构建矢量时，绑定像素的位置信息，以降低误匹配，并运用快速搜索法找到矢量间的最小绝对差分．对该算法的运算量进行优化，在PC机上实现了实时稳像．     

基于双向预测插值的多维矢量鬼成像视频

为了进一步提升运动物体鬼成像视频的质量,根据视频中每帧都具有相关性的特点,提出了一种基于双向预测插值的多维矢量鬼成像视频的实时成像算法.即运用具有能量集中特点的多维矢量Walsh变换,将总数一定的Walsh基图样分成更少的组,使每组的有效基图样翻倍,再分别作用于目标物体,重构后得到数量少但成像质量更好的隔帧图像,再通过双向预测插值得到中间帧.使用该算法作用于像素为64×64的目标物体,可在实时状态下实现运动物体鬼成像的视频.在采样数量和采样时间不变的情况下,可实现高质量重构,得到了品质更好的鬼成像视频.     

基于分块灰度投影的无人飞行器视频稳像方法

针对传统灰度投影算法局部运动影响全局运动矢量估计精度的问题,结合无人飞行器航摄视频图像的特点,提出一种适用于无人飞行器的视频稳像方法. 该方法将图像划分为若干子区域,剔除灰度特征不明显和物体局部运动等影响全局运动估计精度的子区域,对保留的子区域分别采用灰度投影法计算运动矢量,由局部运动估算出图像的全局运动矢量,经过运动决策,将运动补偿矢量应用于图像补偿,获得稳定的视频图像. 对真实无人飞行器航摄视频稳像实验结果表明,该算法稳像准确度与块匹配全搜索算法相当,而单帧稳像时间只有块匹配全搜索算法的1/3,在准确性和实时性方面均优于传统灰度投影算法.      

基于包围跳跃的CUDA光线投射算法

针对传统光线投射算法绘制速度慢和GPU (Graphics Processing Unit,图形处理器)不能有效进行并行计算的缺点,文章提出一种基于包围跳跃的CUDA(Compute Unified Device Architecture,计算统一设备架构)光线投射算法,首先介绍了CUDA的编程模型和线程结构,然后用包围盒技术隔离体数据周围无效的空体素,减少投射光线的数目;利用光线跳跃技术,在包围盒内进行快速光线的合成,跳过透明的体素,减少大量体素的重采样;最后使用CUDA强大的并行处理计算的功能实现光线投射算法。实验结果表明,本文的方法在保证图像质量的同时,在绘制速度上比基于GPU加速的光线投射算法有14倍的提高,能够接近实时绘制,有很好的应用价值。     

模型基编码中实时三维运动估计的新方法

将自适应迭代松弛搜索算法RSA引入到MPEG4模型基编码的三维运动参数估计中，解决了估计算法的稳健性问题。经过简化计算的复杂度，得出一种快速算法，大大提高了估计速度。同时设计有效的参数初值设置和调整方法，改善了估计的准确性，使之更适用于长序列实时运动估计。通过与预测最小均算法PLS和扩展的卡尔曼滤波算法EKF进行模拟数据和真实序列实验比较，证明本文提出的RSA算法具有很好的鲁棒性和准确性。     

一种大规模体数据压缩体绘制策略

针对基于GPU的大规模体数据直接体绘制过程中遇到的显存不足的问题,提出了一种大规模体数据的压缩绘制策略.该策略结合小波变换和分类矢量量化进行数据压缩,采用基于GPU的光线投射算法进行绘制,在绘制时,只解压变换当前绘制所需要的极少数数据,并结合多分辨率绘制,实现实时交互.基于CUDA的实验表明:该压缩绘制策略有效解决了显...     

基于三帧差分及Canny算子的运动目标提取

针对目前常用的运动目标提取方法易受到噪声、光线变化的影响,很难提取出完整的运动目标这一问题,提出一种基于三帧差分和Canny边缘检测相结合的运动目标提取算法.该算法首先对连续三帧图像进行差分;然后对差分结果其进行区域填充,得到运动区域;再对当前帧进行Canny边缘检测得到边缘图像,二者相“与”得到运动目标的精确边缘图像;最后通过区域填充得到运动目标图像,从而实现运动目标的提取.实验表明,该算法可以实时有效地将运动物体从图像序列中提取出来.     

动态图像中人脸的快速捕捉跟踪方法

提出一种快速人脸跟踪方法. 首先根据模板匹配方法作人脸区域的初步定位, 然后使用支持向量机作为分类器进行最终确认, 再采用基于Mean-Shift的CamShift跟踪算法保持跟踪, 当有遮挡发生时通过Kalman滤波进行参数辨识和状态估计. 实验结果表明, 该方法具有较强的实时性、 有效性和鲁棒性.     

基于图像分割的SAR图像匹配方法

针对单一背景的海岛合成孔径雷达（SAR）图像，提出一种基于图像分割的图像匹配方法．该方法采用静态小波对原实时图分解滤波，抑制噪声；利用最大类间方差阈值法分割图像，分割出特定目标；选择结构元素进行形态腐蚀和膨胀，去掉细小背景杂波干扰；对二值化的图像进行面积统计，搜索出面积最大的目标．在原实时图中，以最大面积目标的外切矩形裁剪图像作为新的实时图．实践证明，利用裁剪的新实时图进行匹配，可以有效去除背景对匹配的不利影响，弥补了传统方法匹配精度低、实时性差的缺点．