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快速全局运动估计与红外成像稳像技术

作　者: 刘圣霞
导　师: 田裕鹏
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 红外成像全局运动估计 RANSAC算法仿射变换稳像
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 64次
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内容摘要

随着视频技术的快速发展,稳像成为计算机视觉和图像处理研究的重要内容和方向。全局运动估计是稳像的关键部分,是稳像效果最重要的影响因素,提高全局运动估计的精度和速度,将最大程度地提高稳像的性能。红外成像技术广泛应用于红外制导、监控系统、目标跟踪与检测等领域,对红外视频进行稳定处理是目前研究的热点。本论文主要针对红外视频稳定处理的全局运动估计进行研究,进而通过运动滤波获得抖动参数,最后通过运动补偿获得稳定视频。本文的全局运动估计算法发展了基于随机抽样的全局运动估计算法,其主要步骤是:对红外图像进行预处理,采用多尺度的Harris算子检测角点,并根据阈值剔除部分运动物体上的角点;然后利用两幅图像中以角点坐标为中心的图像块的相似度获得匹配点对,且根据匹配点之间的距离去除部分错误匹配点对;应用预检验的RANSAC算法求取精确的仿射六参数,利用低通平滑滤波获得抖动参数,使用抖动参数,对当前帧进行图像变换和抖动补偿得到稳定帧图像。对含有缩放、旋转和平移等运动的红外视频使用该算法进行稳定处理后,可获得高质量、清晰画面的稳定视频,满足处理要求。最后,分别在VC++和Matlab平台下,使用多种处理算法对各种实验视频图像进行仿真实验和对比分析。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
图清单  8-10
表清单  10-11
注释表  11-12
第一章绪论  12-17
  1.1 研究背景及意义  12-13
  1.2 全局运动估计及稳像技术发展现状  13-15
  1.3 本文的研究内容及安排  15-17
第二章全局运动估计算法  17-44
  2.1 全局运动估计概述  17-25
    2.1.1 引言  17
    2.1.2 摄像机运动建模  17-20
    2.1.3 参考帧选取方式  20-21
    2.1.4 图像变换方法  21-24
    2.1.5 全局运动估计的各种评价方法  24-25
  2.2 块匹配算法  25-27
  2.3 灰度投影算法  27-33
    2.3.1 基于灰度投影的全局运动估计算法  27-32
    2.3.2 基于灰度投影的改进算法  32-33
  2.4 相位相关算法  33-34
  2.5 经典LM 算法及改进方法  34-37
  2.6 RANSAC 鲁棒估计算法  37-39
  2.7 全局运动估计算法分析  39-43
  2.8 本章小结  43-44
第三章红外成像稳像技术  44-67
  3.1 红外图像特点  44-47
    3.1.1 红外热像仪  44-45
    3.1.2 图像预处理  45-47
  3.2 基于随机抽样的快速全局运动估计  47-56
    3.2.1 获取图像角点  47-49
    3.2.2 角点匹配方法  49-51
    3.2.3 剔除局部运动和误匹配点对  51-53
    3.2.4 图像分区参数求取  53-55
    3.2.5 基于 Harris-RANSAC 算法的全局运动估计算法  55-56
  3.3 基于随机抽样的全局运动估计算法分析  56-60
  3.4 分离抖动运动分量  60-64
  3.5 抖动分量补偿  64-65
  3.6 本章小结  65-67
第四章视频成像去抖动实验结果及分析  67-77
  4.1 基于OpenCV 的稳像算法  67-72
    4.1.1 OpenCV 简单介绍  67
    4.1.2 OpenCV 在视频处理中的应用  67-72
  4.2 视频序列间运动参数滤波  72-74
  4.3 视频序列抖动参数补偿  74-77
第五章总结与展望  77-78
参考文献  78-82
致谢  82-83
攻读硕士学位期间发表的学术文章  83

快速全局运动估计与红外成像稳像技术

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