基於運動特徵的電子穩像技術及其套用研究

《基於運動特徵的電子穩像技術及其套用研究》是依託西安電子科技大學，由朱娟娟擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於運動特徵的電子穩像技術及其套用研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：朱娟娟
• 依託單位：西安電子科技大學

中文摘要

在運動載體攝像套用環境中，攝像系統除了正常掃描運動外，還會伴隨平移、旋轉和變焦抖動，並且拍攝場景中也會存在運動目標，針對這種場景複雜運動和目標運動的特點，本項目主要研究基於運動特徵的電子穩像技術及其套用。解決對於攝像機抖動掃描過程中，去除抖動影響並跟隨真實掃描場景，且能夠輸出完整流暢的穩定視頻序列。研究內容包括基於運動特徵的電子穩像算法及其在運動目標跟蹤中的套用：利用幀間特徵點關係和攝像機各抖動特點，來判斷特徵點的全局性並實現準確的運動估計；根據幀間運動特點來區分攝像系統的掃描和抖動，並且對運動參數序列進行濾波處理，以提取抖動參數進行補償；補償時結合圖像拼接技術實現全景穩像；此外，作為先穩像後跟蹤的套用，採用幀間差分來快速檢測運動區域，並根據運動目標穩定的局部特徵來跟蹤特徵點，在粒子濾波框架下結合顏色信息，完成目標的跟蹤；最後，基於DSP設計實時電子穩像系統。

結題摘要

在運動載體攝像套用環境中，攝像系統除了正常掃描運動外，還伴隨平移、旋轉和變焦抖動，且場景中也會存在運動目標，針對這種場景和目標複雜運動的特點，本項目主要研究基於運動特徵的電子穩像技術及其在運動目標跟蹤中的套用。(1)對全局運動估計技術進行了研究，提出了基於分層位平面、運動分類的兩種全局運動估計技術。(2)針對運動補償時抖動分量的準確提取，對卡爾曼濾波中的過程噪聲和觀測噪聲進行實時估計，提出了基於自適應濾波的運動補償算法，實現快速穩像處理。(3)對視覺注意機制進行了研究，根據特徵點的分類將前景區域進行標定、排除，提高運動估計的精度，同時結合快速補償和圖像拼接技術，提高視覺觀察效果，提出了基於視覺注意機制的電子穩像系統的專利。(4)將電子穩像技術套用於目標檢測領域，提出了基於幀間可變塊差分的運動目標檢測算法，能夠由粗到細的準確檢測出運動目標。(5)將電子穩像技術套用於目標跟蹤領域，研究了航拍視頻中基於全局surf特徵的背景補償技術和基於局部surf特徵的目標配準技術，對目標旋轉、縮放和短暫遮擋具有魯棒性。(6)對硬體系統進行實現，移植了代碼，進行了最佳化。