AUV运动视频稳定方法研究

【摘要】：随着科学技术水平的飞速发展，图像处理和集成的电子电路技术不断进步，使电子稳像技术在军事和民用领域都获得了广泛应用。电子稳像技术作为最新出现的稳像方法，它非常有效地拟补了光学稳像方法和机械稳像方法的不足之处。在电子稳像技术之中对于运动矢量估计算法的研究非常重要，它不仅与系统的处理速度息息相关，而且还决定了稳像精度。根据AUV对视频终端显示系统的性能需求，本文在传统的灰度投影法的基础之上进行了一定的改进。 首先，本文介绍了针对AUV目标图像稳定的三种方法的基本原理和在实际生活之中的应用范围；分析了在水下造成视频画面产生模糊现象的原因、介绍了电子稳像方法的基本原理和系统的性能评价准则。 其次，详细地探讨了针对AUV进行平移扫描运动的电子稳像算法的基本原理，并且通过MATLAB进行编程和仿真，对它们的优缺点和使用范围进行了分析比较。 接下来，研究了针对AUV旋转运动的SIFT电子稳像算法的基本原理，使用MATLAB进行编程并且仿真，用差值图比较法对稳像处理的精度进行了分析。 最后，根据AUV对视频终端显示系统性能的需求，在传统的灰度投影法的基础之上进行相应的改进，提出了首先对图像进行预处理，采用中值滤波的方法滤除掉图像的噪声干扰，之后为了增强图像对比度，采用了直方图均衡化进行处理，从而提高稳像精度。接下来，根据灰度投影互相关曲线所具有的特点，提出了通过快速查找法提高稳像速度。再根据窗口长度自适应的均值滤波器对估计出的视频之中帧与帧之间的全局相对运动矢量的轨迹进行滤波。最后使用MATLAB对改进的灰度投影法进行编程和仿真，根据差值图对稳像效果进行了分析和评估，最终得出改进的灰度投影法，它相对于传统的灰度投影法具有更高的稳像精度，同时运行速度更快，可以很好地满足AUV对视频显示系统性能的需求。