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面向监控视频的电子稳像技术研究

作　者: 刘玉红
导　师: 涂丹
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: 电子稳像 运动估计 运动虑波 裁减 拼接 图像修复
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 197次
引　用: 3次
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内容摘要


电子稳像相对于传统的机械和光学稳像而言,具有易于操作、体积小、质量轻、功耗低、精度高的特点,便于实现稳像设备的小型化和轻量化,在军事和民用上都有着广泛的应用。随着理论研究的成熟和稳像产品的逐渐问世,电子稳像将会成为现代稳像技术的发展方向之一。论文研究了以在DSP上实现稳像为最终目的的面向监控视频的电子稳像技术。在分析监控视频特点的基础上,从硬件和软件两方面入手设计了一个完整的电子稳像系统。论文的研究重点是系统中的电子稳像算法,实现和改进了两种有利于DSP实现的电子稳像算法。对于固定摄像机平移抖动的情况,采用了投影估计和直接运动补偿的稳像算法来去除抖动;而对于运动摄像机平移抖动的情况,则采用了投影估计和kalman滤波相结合的稳像算法来去除抖动。针对监控视频中可能存在的旋转运动,提出了用SIFT算法和刚性模型相结合的方法计算旋转角度,再补偿旋转运动,从而转化为只有平移抖动的视频进行处理。同时,对于监控视频在进行了运动补偿后,图像边缘会出现未定义空白区域的现象,论文在实现了两种传统的补偿方法的基础上,提出了一种基于局部拼接和图像修复技术的补偿方法,取得了较好的效果。论文利用模拟视频和实际视频对提出的算法进行了验证,实验结果表明,在抖动视频的稳定,旋转角度的求取和未定义区域的补偿等方面都取得了较好的效果,满足了电子稳像的要求。

全文目录


摘要  8-9
Abstract  9-10
第一章 绪论  10-17
  1.1 问题的提出  10-11
  1.2 稳像的分类  11-12
  1.3 电子稳像的发展历史和现状  12-15
    1.3.1 国外发展情况  12-14
    1.3.2 国内发展情况  14-15
  1.4 本文的主要研究内容及贡献  15-16
  1.5 论文的结构安排  16-17
第二章 电子稳像算法的理论研究  17-31
  2.1 电子稳像的基本原理和算法流程  17-18
  2.2 运动估计  18-25
    2.2.1 光流法  19-20
    2.2.2 块匹配法  20-21
    2.2.3 投影法  21-22
    2.2.4 位平面法  22-23
    2.2.5 代表点法  23-24
    2.2.6 特征法  24-25
  2.3 运动补偿  25-28
    2.3.1 平均值滤波法  25-26
    2.3.2 二次B样条曲线法  26-27
    2.3.3 kalman滤波  27-28
  2.4 电子稳像算法评价准则  28-30
  2.5 本章小结  30-31
第三章 电子稳像系统的方案设计  31-36
  3.1 电子稳像系统的硬件系统设计  32-34
  3.2 电子稳像系统的算法选择  34-35
  3.3 本章小结  35-36
第四章 监控视频电子稳像算法的实现  36-64
  4.1 固定摄像机的电子稳像  36-46
    4.1.1 预处理  37-38
    4.1.2 投影运动估计  38-41
    4.1.3 运动补偿  41-42
    4.1.4 投影算法的改进  42-45
    4.1.5 小目标的剔除  45-46
    4.1.6 实验结果及分析  46
  4.2 运动摄像机的电子稳像  46-54
    4.2.1 运动估计  46-47
    4.2.2 kalman滤波的实现  47-48
    4.2.3 运动补偿  48
    4.2.4 消除累加误差  48-50
    4.2.5 实验结果及分析  50-54
  4.3 旋转矢量的去除  54-63
    4.3.1 SIFT算法  54-58
    4.3.2 RANSAC算法  58-60
    4.3.3 模型求解  60-61
    4.3.4 实验结果及分析  61-63
  4.4 本章小结  63-64
第五章 未定义区域的补偿  64-71
  5.1 裁减  64-65
  5.2 图像拼接  65-66
  5.3 基于局部拼接和图像修复的方法  66-68
    5.3.1 局部拼接  66-67
    5.3.2 图像修复  67-68
  5.4 实验结果及分析  68-70
  5.5 本章小结  70-71
第六章 结束语  71-73
  6.1 本文的研究工作  71-72
  6.2 对未来工作的展望  72-73
致谢  73-74
参考文献  74-78
作者在学期间取得的学术成果  78

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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