视频稳像评价方法研究

为有效地完成视频稳像评价任务,根据摄像头状态及场景中有无运动目标,将视频分为四类,并对每一类视频的稳像评价难点进行了分析。针对摄像头运动的条件下,峰值信噪比(peak signal to noise ratio,PSNR)无法正确评价视频稳像效果的问题,提出了基于全局运动矢量角变化(variation of intersection angles,VIA)的方法来衡量两段视频的稳定程度。由于场景中运动目标对PSNR及VIA的计算均有影响,针对固定背景存在运动目标的情况,提出了基于背景重叠区域的PSNR方法;而在动态背景条件下,通过筛选运动目标上的运动矢量,有效去除前景运动目标对于全局运动矢量计算的干扰。实验证明,提出的评价体系,能够在不同类别的视频中去除运动目标带来的干扰,正确评价各类视频的稳像效果。     

基于实时手势识别与跟踪的人机交互实现

为了实现对手势目标的自动识别和连续跟踪,提出了一种手势识别与跟踪算法。首先,通过离线训练手势目标检测器来实现手势目标的自动识别。接着,通过改进的Shi-Tomisi算法,在目标区域提取可靠稳定的特征点。然后,通过KLT跟踪器对特征点进行跟踪。当特征点跟踪成功时,通过求解仿射变换矩阵确定手势目标的新位置;当目标出现遮挡和大尺度旋转时,特征点丢失,此时在KLT跟踪器中加入卡尔曼滤波器来预测手势目标的位置,实现对手势目标的连续跟踪。同时对手势目标可能存在的区域进行估计,缩小检测器的检测范围,提高检测速度。最后,将算法应用于人机交互系统中,实现了机器人的远程控制。实验结果显示,算法在简单背景下的跟踪正确率为99.54%,复杂背景下的跟踪正确率为98.24%。实验结果表明,算法能够快速准确地对手势目标进行检测和跟踪,满足了实时性、连续性以及抗干扰能力强等要求,对于旋转及遮挡均具有较强的鲁棒性,为实现基于手势控制的人机交互提供了一种有效方法。     

无人机视频流倾斜影像快速拼接方法

为了解决无人机视频流倾斜拍摄快速拼接误差较大的问题,提出一种局部最优的视频流拼接方法。该方法首先利用透视投影的方法将倾斜影像纠正为近似正射影像,消除大倾角影像的几何变形问题;然后利用CUDA技术加速ORB算法,快速得到帧间变换模型;在拼接时动态选取基准面,利用Levenberg-Marquardt算法优化各影像变换到基准面的绝对单应性矩阵完成视频流的序列拼接。实验结果表明:利用该方法获得的拼接影像减小了倾斜拍摄带来的误差,提高了拼接影像的质量。     

空间飞行器姿态机动预测跟踪控制技术

针对空间飞行器大角度机动调整的非线性控制方面问题,从空间飞行器的非线性动力学模型出发,主要讨论了空间飞行器的一种对动力学模型要求较为宽松的自适用跟踪滤波模型和利用自适用跟踪滤波对飞行器进行一步无控预报方法,以及探讨了利用跟踪滤波的一步无控预报信息对空间飞行器进行解耦控制的预测控制技术。同时,通过仿真计算,结果表明此解耦控制方法收敛快,跟踪精度高,稳定性好,控制信息量连续等特点。     

基于延迟锁定环超宽带通信信号的跟踪算法

对传统延迟锁定环(DLL:delay-locked loop)进行改进,以满足超宽带UWB通信信号跟踪的需要.通过给跟踪控制器定义2个新的规则,提出了适用于超宽带通信信号的跟踪算法,对鉴相特性和鉴相器输出噪声统计特性进行了理论分析,并给出了加性高斯白噪声信道下计算机仿真的结果.结果表明,通过适当选择参数tDLL和η1,所提出的跟踪环具有较大的跟踪范围和较小的跟踪抖动.     

嵌入式实时视频通信系统设计与关键技术研究

为了解决嵌入式视频通信系统普遍存在的实时性不好,服务质量不可控的问题,论述了嵌入式实时视频通信系统设计以及系统实现过程中若干关键技术问题的解决方案。在TI DM642EVM视频处理平台上设计并实现了一个嵌入式实时视频传输系统。提出应用层服务质量(QoS:Quality of Service)控制机制,实现了网络视频的实时传输。参考IP网络多媒体通信协议H.323框架进行系统控制,采用实时传输协议(Real-Tim eTransport Protocol)进行传输控制和网络状况反馈。实验结果表明,在同等网络条件下,这种QoS控制机制具有较好的视频传输质量,而且具有良好的扩展性。     

用于射频泄漏抑制的相位共轭电路设计

针对方向回溯天线中射频泄漏对相位共轭性能及波束指向性能影响的问题,提出了基于平衡结构的二次混频相位共轭结构,实现射频泄漏抑制。分析了传统相位共轭(phase-conjugating,PON)阵列中射频-中频(radio frequency-intermediate frequency,RF-IF)隔离度对相位共轭性能影响;并针对传统PON阵列射频泄漏抑制较差的问题,设计了基于平衡结构的阻性场效应管(field effect transistor,FET)混频电路来提高射频泄漏抑制指标和相位共轭性能;进一步设计了平衡型的二次混频相位共轭结构,利用跟踪锁相环和同相正交(in-phase/quadrature,IQ)调制结构促进RF-IF隔离。仿真结果表明,本文设计的平衡型二次混频相位共轭电路射频泄漏的抑制高于40 dB,且具有在射频输入功率低至-80 d Bm时,保持约4 dBm的稳定共轭信号输出。     

基于HOG-SVM的改进跟踪-学习-检测算法目标跟踪方法

对于经典TLD(跟踪-学习-检测)跟踪算法,在目标受到遮挡、光照、干扰、旋转和尺度变化等问题时,会导致算法的跟踪精度和速度降低,计算的复杂度较高,实时性差。针对以上问题,本文提出了一种改进的TLD目标跟踪算法。首先针对检测模块中计算复杂度高的问题,将HOG-SVM结合替换原TLD算法中的2bitBP特征和集成分类器;再针对原算法中跟踪精度低的问题,将KCF跟踪算法替换中值光流法;在HOG-SVM+KCF跟踪算法的基础上,对滑动窗口法进行改进,解决原算法中实时性差的问题。实验表明,改进后的跟踪算法,在背景环境变化的情况下,跟踪精度和速度都有提高,实时性加强。     

基于直方图修正的H.264视频加密域可逆信息隐藏

为实现视频加密域的可逆信息隐藏,首先使用随机二进制序列对运动矢量的符号位进行加密,然后通过运动矢量直方图修正进行信息的嵌入。信息嵌入算法是对称的,这样可以保证嵌入过程与提取过程均可分离,这样第三方管理者可以在不进行解密的情况下对存储的视频嵌入各种控制信息,保证了用户信息的隐私性。而视频的所有者在下载了视频后,无论是否进行解密,均可进行信息的提取。实验证明在拥有较大嵌入容量的前提下,实现了信息嵌入提取与视频加解密之间的可分离性,且算法完全可逆。     

基于中值滤波技术的视频图像边缘检测算法

传统算法抗干扰性能较差,利用人工经验对高低阈值进行设置完成边缘提取,不但会出现伪边缘,同时会产生很多噪声。为此,提出一种新的基于中值滤波技术的视频图像边缘检测算法。依据集合代数原理,通过集合论对几何结构进行描述,完成对视频图像形状与结构的预处理。针对视频图像中某一点的值,对其用该点邻域中不同点值的中值进行替代,对视频图像进行平滑滤波处理。在此基础上,通过设定阈值对某像素点是否是边缘点进行判断,利用最大类间差分技术获取最优阈值,自适应选择合理阈值,以降低假边缘现象的出现概率,提高边缘连续效果。对视频边缘轮廓区域的增强处理,得到有效的边缘检测结果。实验结果表明,所提算法检测结果伪边缘较少,图像边缘检测质量高,噪声少。