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基于视频图像序列的稳像和目标跟踪技术研究

曾清乐  
【摘要】:当今,视频图像序列稳像技术和目标跟踪技术成为学者们研究的热点。随着移动电子设备日益广泛使用,手持摄像机、车载船载摄像等拍摄的视频由于相机的无意运动而引起抖动。抖动的视频不仅影响视觉观看,还会对后期处理造成困难,例如:目标跟踪、视频压缩等。因此,去除视频中的不规则抖动具有重要的应用价值。目标跟踪技术在视频监控,人机交互等领域有广泛的应用,本文后续对目标跟踪做了一些研究。 视频图像序列稳像技术主要包括两个模块:运动估计和运动补偿。其中运动估计模块是最重要的部分,它通过不同算法分析图像的内容,获得图像帧间的全局运动参数。本文首先研究了几种常见的运动估计算法,提出了一种基于图像特征块的运动估计算法。首先在图像中提取纹理特征比较明显的点,以特征点为中心点构造特征块,在参考帧中搜索最优的匹配块;然后利用距离约束准则剔除误匹配点和局部运动物体上的点;最后代入运动模型求解得到全局运动参数。运动补偿是通过运动滤波得到运动补偿矢量。根据运动补偿矢量,将图像反方向补偿,去除抖动分量,本文研究利用比例积分控制器实现运动补偿。在目标跟踪方面,本文在粒子滤波的框架下,采用改进的颜色空间模型作为目标的观测模型,计算目标模板颜色直方图与粒子的颜色直方图巴氏距离,最后确定待跟踪目标的准确位置;在直方图的统计方面,本文根据快速积分图像原理,利用积分直方图方法快速统计搜索区域的积分直方图,要计算候选目标的直方图,只需要通过加、减运算就能快速得到。经实验证明,本文提出的稳像方法和目标跟踪方法有较好的效果,能达到实时。


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