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《电子科技大学》 2010年
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时空联合的视频运动目标分割技术研究

任明艺  
【摘要】:视频运动目标分割技术是MPEG-4基于内容的编码系统中的关键支撑技术之一,并广泛应用于视频监控、机器视觉、智能交通系统,以及武器制导等领域。因此,视频运动目标分割技术具有重要的理论研究意义和实际应用价值,它是当前图像处理技术与多媒体技术研究的热点之一。 本文的主要内容是基于时空联合的运动目标分割技术。从视频图像中分割运动目标,是一个从多维信号中检测非协作目标的非平稳特征问题,本文分析了该问题在时空域的随机特性,以时域运动信息为主线,联合利用空域信息,对视频运动目标分割技术进行了深入研究,主要内容为: 1.介绍了视频运动目标分割的基本概念,讨论了视频目标分割系统的一般模型,分析了视频分割中常用的分类特征和分类准则。建立了时空联合视频运动目标分割技术的基本模型,并分析了时空域联合方法的优势。 2.研究了运动目标轮廓的随机序列模型,提出了轮廓检测定理,并建立了基于随机轮廓模型的运动目标分级检测系统。对差分图像采用基于全局自适应阈值的二元聚类检测算法以提取运动变化区域,并通过估计连续两帧的运动变化区域,采用逐像素相与的方法求取运动目标轮廓的高SNR段,在时空域基于轮廓的封闭准则和Markov关联准则检测轮廓低SNR段,从而获取完整的运动目标轮廓,然后根据目标轮廓分割运动目标。 3.提出了一种基于模糊聚类的时间分割与视频运动目标检测算法,根据差分图像中运动变化区域与相对噪声区域的不同特性,提出了采用局域方差作为模糊聚类特征,建立相应的模糊聚类准则,然后使用Powell快速算法搜索最佳的模糊划分,再对模糊分类结果进行去模糊化操作,从而检测出运动变化区域以及运动目标。 4.提出了一种改进的水平集方法。通过考虑图像中像素的灰度分布特性,设计了一种基于错误概率最小的能量函数,并得到了新的水平集演化方程。改进的水平集方法具有较好的全局优化特性,有效地解决了传统水平集方法不适用于灰度分布不均匀图像的缺陷,并可用于处理边缘模糊或者噪声较强的情况。 5.提出了一种符合人眼视觉模型的改进分水岭算法。算法首先利用形态学开、闭重建滤波进行降噪,随后利用符合人眼视觉特性的韦伯感知原理,对形态学梯度图像进行灰度等级的非线性划分,再对经过非线性划分的梯度图像进行分水岭标记,从而较好地抑制了传统分水岭算法的过分割现象。 6.提出了一种基于高斯混合模型的运动目标检测算法。首先使用高斯混合模型对差分图像建模,然后使用期望最大算法求解,获取运动目标的时间分割模板。通过分析运动变化区域与相对噪声区域的不同特性,提出了一种改进的模型选择与参数初始化方法,从而快速地获取高斯混合模型的模型尺寸。再结合改进的分水岭算法,完成运动目标分割。 7.提出了一种基于马尔可夫随机场的运动目标检测算法,考虑像素的空间位置关联信息,使用马尔可夫随机场对差分图像的标记场进行建模,并利用均值场算法进行迭代求解,采用新的模型选择及参数初始化法,完成运动目标的时间分割;空间分割部分采用了改进的分水岭算法,再对时、空间分割结果进行信息融合处理,获取视频运动目标。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP391.41

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 张琨;王翠荣;;一种自适应分裂与合并的运动目标聚类分割算法[J];电子与信息学报;2014年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王大永;感知视频指纹算法研究[D];上海交通大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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10 陈杰春;赵丽萍;郭鸣;;角点检测不确定度评定方法[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 谭枫;介入式文化算法及其应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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4 孔凡芝;引线键合视觉检测关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 李远征;卢朝阳;高全学;李静;;基于多特征融合的均值迁移粒子滤波跟踪算法[J];电子与信息学报;2010年02期
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10 张晓燕;马志强;赵宇波;单勇;;一种时空信息联合的运动对象分割算法[J];计算机科学;2011年05期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐蔚钦;基于分水岭分割的粘连颗粒图像分析技术研究[D];中南大学;2011年
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6 高腾;静止背景下运动目标跟踪方法的研究[D];西北大学;2005年
7 廖雪超;基于粒子滤波和背景建模的多目标跟踪技术的研究和实现[D];武汉科技大学;2006年
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10 程娟;复杂背景下运动目标识别算法研究[D];武汉理工大学;2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 袁天云;姜志国;;目标分割图中粘连对象的自动切割和分离[A];图像 仿真 信息技术——第二届联合学术会议论文集[C];2002年
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5 杜鹢;李秋华;;基于D-S证据理论的红外双波段图像目标融合分割[A];2009年先进光学技术及其应用研讨会论文集(上册)[C];2009年
6 顾静良;万敏;张卫;郑捷;;低对比度弱小目标检测算法[A];中国工程物理研究院科技年报(2005)[C];2005年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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2 韩洲;基于DM6467的目标分割与识别系统[D];上海交通大学;2012年
3 赵伟;基于CRF的视频目标分割算法与应用研究[D];杭州电子科技大学;2014年
4 朱利妍;基于图的彩色图像目标分割算法研究[D];大连理工大学;2011年
5 张则宪;CV-LevelSet方法的研究及其在气象目标分割中的应用[D];云南大学;2012年
6 孙宁;基于自动标记的彩色图像前景目标分割[D];西南大学;2013年
7 谢建春;机场目标分割与识别方法研究[D];西北工业大学;2004年
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9 段炼;基于深度信息的目标分割及跟踪技术的研究[D];长春理工大学;2014年
10 郝晓冉;序列图像中运动点目标检测方法的研究[D];山东大学;2005年
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