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《中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)》 2004年
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机载电子稳像技术研究

钟平  
【摘要】: 电子稳像是一种视频图像序列稳定技术,由于它具有稳像精度高、体积小、重量轻、功耗低以及成本低等优势,从而成为西方先进国家竞相研究的焦点,尤其是将它应用于有人操纵的武器装备中。机载光电成像系统,由于要求作用距离远,故其光学系统焦距长,受其载体姿态变化和振动的影响,图像序列帧间变化过大,造成观察者觉得模糊、不稳定,己成为制约空中侦察、瞄准、打击效果评估等功能的瓶颈。本论文在中国科学院青年创新基金的支持下,对机载电子稳像技术进行了深入研究,提出了实现机载视频图像序列稳定的有效方法。 论文分析机载图像序列模糊的原因,提出了机载成像系统进行电子稳像的必要性。阐述了机载电子稳像的原理和方法,并讨论其实现的关键技术;研究了目前国外电子稳像系统所采用的主要算法,给出了机载电子稳像系统设计时选取稳像算法的原则。 论文给出了灰度投影匹配算法应用于航摄动态图像序列帧间平移运动稳定的实现方法,并根据机载成像特点,分析了影响该算法精度的主要因素,提出了相应的对策。用VC++编程实现了对航摄图像序列的实时处理,其帧处理率达25帧/秒,均方根误差小于0.32像素。 针对机载成像的特点,提出了长焦距摄像系统检测和补偿旋转运动的必要与可能性以及利用选择特征图像中的最大灰度值点,作为图像特征来估计图像序列帧间运动的方法。为了保证该算法的有效性,先提取图像的特征,再采用分区的方法在各个分区内按一定的扫描顺序选取灰度最大值点作为特征点用于运动矢量的估计。在图像序列帧间的特征点匹配过程中,采用图像多分辨率分层技术来提高算法的计算速度。仿真实验验证了该算法补偿旋转运动的有效性。 由于帧间运动的补偿方法是影响图像序列平稳性的一个重要因素,直接用运动矢量进行补偿,将会使图像产生跳跃感,本文提出采用均值滤波的方法来确定各帧的补偿量,实现了图像序列的帧间平滑衔接,提高了动态图像序列的平稳性。 对实际机载成像系统摄取的现场图像序列进行了稳像处理实验,并利用评定算法对算法的稳像效果进行了分析。实验结果证明了所提出的稳像算法的有效性。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:V243

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 王宁明;朱振福;;一种稳定可靠的电子稳像方法[J];红外与激光工程;2007年S2期
2 安晓东;;电子稳像原理及方法概述[J];山西电子技术;2006年06期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 张路;捷联平台成像末制导关键技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
2 张永祥;基于陀螺仪的船载电子稳像技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2006年
3 刘艳;基于动态偏移场模型的视频稳定化技术研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2007年
4 王洪;航空光电平台图像稳定技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2012年
5 李迪;微型飞行器电子稳像技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张贝;基于特征提取与灰度投影联合稳像的算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 邱亚钦;动态场景下运动目标检测的研究[D];北京交通大学;2011年
3 夏静萍;多框架稳定跟踪伺服平台控制技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
4 任苗苗;用于视频监控的电子稳像算法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 薛言太;基于水天线的电子稳像技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
6 王开宇;基于全景摄像系统的电子稳像技术研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
7 曾清乐;基于视频图像序列的稳像和目标跟踪技术研究[D];大连理工大学;2011年
8 庞红霞;基于支持向量机运动预测的稳像技术[D];浙江大学;2012年
9 蒯伟;基于DM642的电子稳像算法[D];中北大学;2012年
10 孙薇嘉;视频稳像与缺失信息恢复方法研究[D];中南大学;2005年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 谷素梅;小型光学惯性稳象跟踪系统的研究[J];北京理工大学学报;1991年04期
2 时永刚,赵跃进,韩绍神,刘明奇;混合编程技术在电子稳像中的应用[J];北京理工大学学报;2001年02期
3 钟平,于前洋,金光,续志学;机载摄像设备图像稳定方法探讨[J];光电工程;2002年S1期
4 钟平,于前洋,王明佳,金光;提高用于电子稳像的灰度投影算法精度的方法[J];光电子·激光;2003年02期
5 钟平,于前洋,金光;基于特征点匹配技术的运动估计及补偿方法[J];光电子·激光;2004年01期
6 孙辉,赵红颖,熊经武,金宏;基于光流模型的图像运动估计方法[J];光学精密工程;2002年05期
7 贾平,张葆;航空光电侦察平台关键技术及其发展[J];光学精密工程;2003年01期
8 韩绍坤,赵跃进,刘明奇;电子稳像技术及其发展[J];光学技术;2001年01期
9 钟平,冯进良,于前洋,金光;动态图像序列帧间运动补偿方法探讨[J];光学技术;2003年04期
10 谷素梅,张经武;CCD摄像机光学惯性稳像跟踪头[J];光学技术;1995年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邢青青;罗新斌;;基于小波去噪和机器视觉的边缘检测[J];四川有色金属;2009年01期
2 刘治群;杨万挺;朱强;;几种图像增强算法的研究比较[J];合肥师范学院学报;2010年06期
3 张大明;樊晓香;刘华勇;李璐;;信息与计算科学专业“数字图像处理”课程教学探索与实践[J];合肥师范学院学报;2012年03期
4 汤自安;刘晓波;汪虽富;吕乃杰;;基于音视频矩阵的生产调度会议系统应用[J];安防科技;2009年04期
5 张根耀,李竹林,赵宗涛;遮挡情况下运动目标的跟踪[J];安徽大学学报(自然科学版);2003年03期
6 胡继胜;;基于小波变换的图像处理[J];安徽职业技术学院学报;2006年01期
7 顾转金;;基于DSP图像优化方案[J];安徽科技;2009年06期
8 李景福;赵进辉;龙志军;刘诗安;;基于离散小波变换的农业图像处理研究[J];安徽农学通报;2007年03期
9 王业琴;;计算机视觉鸭蛋重量检测方法研究[J];安徽农业科学;2011年07期
10 刘立波;基于数学形态学的二值图像骨架抽取算法[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2004年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨洁;王朝辉;;遥感监测中变化信息提取的方法探讨[A];江苏省测绘学会2011年学术年会论文集[C];2011年
2 季铮;张剑清;詹总谦;;基于特征不变量的目标识别定位方法研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 刘磊;王永骥;;基于单目视觉的机器人动态目标识别与跟踪[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 周艳;唐权华;金炜东;;基于自适应噪声检测的彩色图像插值滤波算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 陈文颉;刘劲;甘名刚;;基于NMI特征匹配及位置预测的目标自动跟踪及其DSP实现[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
6 刘吉成;汪熙;王仲;刘爱勇;;基于虚拟环境的摄像机定标中的矩阵研究[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
7 吴能伟;;3D靶标的摄像机标定方法[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
8 张炜;蒋大林;郎芬玲;曹广鑫;王秀芬;;图像处理技术应用于选矿领域的综述[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
9 李奔;吉海彦;;基于图像颜色特征的玉米种子神经网络分类研究[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
10 赵建;;自适应平台直方图红外增强在DSP上的实现[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王宇;全景成像的计算机重构技术研究[D];长春理工大学;2010年
2 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
3 王咏胜;复数轮廓波变换的构造、扩展及其图像处理应用[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 王文标;基于视觉测量的快速再制造成形系统关键技术研究[D];大连海事大学;2010年
5 时长江;豆科类杂草种子图像识别系统研究[D];中国海洋大学;2009年
6 付红丽;白令海冰间湖变化规律及相应的海洋过程研究[D];中国海洋大学;2010年
7 孙贤斌;三维信息获取技术中定标与图形包含问题的研究[D];华中科技大学;2010年
8 肖洁;视觉注意模型及其在目标感知中的应用研究[D];华中科技大学;2010年
9 韩守东;纹理建模与图切分优化方法研究[D];华中科技大学;2010年
10 陈志国;基于群体智能的机器视觉的关键技术研究[D];江南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 何慧娟;基于多传感器的移动机器人障碍物检测与定位研究[D];安徽工程大学;2010年
2 宋抗;压缩机活塞圆度误差数字检测系统研究[D];河南理工大学;2010年
3 郑纪业;基于H.264的校园视频监控系统的设计与实现[D];山东科技大学;2010年
4 徐强;基于TMS320F2812的指纹识别系统的设计与实现[D];山东科技大学;2010年
5 赵奇;医学超声图像三维重建算法研究[D];山东科技大学;2010年
6 郑莉;DSP在集装箱加强板焊接定位系统中的应用[D];山东科技大学;2010年
7 徐元;基于双目立体视觉的匹配算法研究[D];山东科技大学;2010年
8 张杨;基于双目立体视觉的CCD测距系统设计[D];长春理工大学;2010年
9 管泽鑫;基于图像的水稻病害识别方法的研究[D];浙江理工大学;2010年
10 刘国栋;基于ARM与DSP的机器视觉硬件平台设计与研究[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 金明;薛斌;彭定明;;电子稳像的实时鲁棒性算法[J];兵工自动化;2007年07期
2 周亚军;王翔;苏享;姚志龙;姚春柱;;快速灰度投影稳像算法研究[J];兵工自动化;2009年08期
3 李全运,宋建梅;捷联寻的制导系统滤波器设计[J];兵工学报;2005年02期
4 曾雪莲;尚斐;;一种新的快速智能电子稳像方法[J];兵工学报;2008年11期
5 刘荣科,张晓林;无人机载图像实时传输方案的研究[J];北京航空航天大学学报;2002年02期
6 常青;佟雨兵;张其善;吴今培;;基于单帧图像质量加权的视频质量评价模型[J];北京航空航天大学学报;2007年03期
7 董小萌;张平;;两轴稳定平台的过顶盲区问题[J];北京航空航天大学学报;2007年07期
8 余杨;张洪钺;;圆锥运动及其影响的3种描述方法[J];北京航空航天大学学报;2008年08期
9 时永刚,赵跃进,韩绍神,刘明奇;混合编程技术在电子稳像中的应用[J];北京理工大学学报;2001年02期
10 周渝斌,赵跃进;基于单向投影矢量的数字电子稳像方法[J];北京理工大学学报;2003年04期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孙兴华;基于内容的图像检索研究[D];南京理工大学;2002年
2 陈娟;伺服系统低速特性与抖动补偿研究[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2001年
3 金光;机载光电跟踪测量的目标定位误差分析和研究[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2001年
4 王连明;机载光电平台的稳定与跟踪伺服控制技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2002年
5 王建立;光电经纬仪电视跟踪、捕获快速运动目标技术的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2002年
6 郑江滨;视频监视方法研究[D];西北工业大学;2002年
7 毕永利;多框架光电平台控制系统研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2004年
8 王永辉;快速控制反射镜结构及其动态特性的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2004年
9 张葆;动载体成像振动主动控制技术的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2004年
10 刘廷霞;光电跟踪系统复合轴伺服控制技术的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 葛川;基于自适应运动滤波的电子稳像技术研究[D];西安电子科技大学;2011年
2 李磊;小型无人机航迹规划及数据链的设计[D];山东大学;2011年
3 李澎;电子稳像系统中运动估计算法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 贺小蓉;飞行仿真转台现代控制技术研究[D];南京航空航天大学;2002年
5 熊文汇;红外视频图像目标识别跟踪技术与C60实现[D];电子科技大学;2002年
6 吴宏圣;TDICCD全景航空相机像移补偿研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2003年
7 金术玲;Hough变换关键问题研究及其在航迹起始方法中的应用[D];西北工业大学;2004年
8 张怡;基于块匹配的电子图像稳定[D];哈尔滨工程大学;2004年
9 孟龙;数码相机拍摄视频的稳定处理[D];清华大学;2004年
10 饶俊飞;基于灰度的图像匹配方法研究[D];武汉理工大学;2005年
【二级引证文献】
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1 胡旭峰;唐永鹤;卢焕章;;多运动平台红外场景仿真[J];光电工程;2012年06期
2 张玉超;;基于高斯模型的运动目标检测技术研究[J];电脑与电信;2012年11期
3 王雪静;王小鹏;闫建伟;魏冲冲;;利用尺度空间下特征点进行匹配的电子稳像方法[J];电子测试;2012年09期
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1 姜磊;视频电子消旋系统研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2011年
2 曹辉;船舶监控中的视频稳像与目标跟踪的研究[D];大连海事大学;2008年
3 王洪;航空光电平台图像稳定技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张贝;基于特征提取与灰度投影联合稳像的算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 唐劲;运动载体视频图像融合技术研究[D];沈阳大学;2010年
3 尹宾;块匹配DS算法在视频防抖动中的应用研究[D];山东师范大学;2011年
4 王兆军;基于视频的成像去抖动方法研究[D];南京航空航天大学;2010年
5 李澎;电子稳像系统中运动估计算法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
6 陈剑平;分布式探测器红外目标数据关联技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
7 魏崇阳;基于序贯信息的弱小目标检测方法研究[D];国防科学技术大学;2011年
8 萨出拉;基于改进型SURF算法的电子稳像技术研究[D];南京理工大学;2012年
9 蒯伟;基于DM642的电子稳像算法[D];中北大学;2012年
10 李红伟;静态背景下的点源动目标探测算法研究[D];天津大学;2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 沈宏海,刘晶红,贾平,刘洵,李兴华;摄像稳定技术[J];光学精密工程;2001年02期
2 赵红颖,金宏,熊经武;电子稳像技术概述[J];光学精密工程;2001年04期
3 祁卫,钟玉琢;一种用于图象帧间主运动估计的快速线搜索方法[J];小型微型计算机系统;2000年10期
4 刘海鹰,黄胜华,彭思龙,洪继光;基于小波多尺度分析的图象快速匹配模型[J];中国图象图形学报;1998年11期
【相似文献】
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1 甘进;王晓丹;权文;;基于特征点的快速匹配算法[J];电光与控制;2009年02期
2 孙湧;丧失一维空间信息下特征点的快速匹配算法[J];深圳职业技术学院学报;2004年02期
3 时永刚,赵跃进,韩绍神,刘明奇;混合编程技术在电子稳像中的应用[J];北京理工大学学报;2001年02期
4 赵红颖,晏磊,熊经武;舰船图像序列电子稳定算法的研究[J];光学精密工程;2003年06期
5 陈志刚;宋胜锋;李陆冀;包磊;;基于相似原理的点特征松弛匹配算法[J];火力与指挥控制;2006年01期
6 赵红颖,金宏,熊经武;电子稳像技术概述[J];光学精密工程;2001年04期
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8 葛卫龙,雷选华;电子稳像中运动矢量一致性的优化算法[J];海军工程大学学报;2004年02期
9 应捷,袁一方,张仁杰,于莲芝;实时指纹识别系统的特征点匹配算法[J];仪器仪表学报;2005年S1期
10 潘鸿飞;梁栋;李薇;;基于多种修正方式的概率松弛匹配算法[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2008年03期
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1 吴云东;钱曾波;张永生;张强;;基于有限高程面的特征点整体匹配算法[A];第十三届全国遥感技术学术交流会论文摘要集[C];2001年
2 隋连升;王钰;王磊;;基于视差梯度的图像拼接算法研究[A];第八届全国信号与信息处理联合学术会议论文集[C];2009年
3 李双;戚金清;王兢;李孟响;;基于DM6446双核协同工作的电子稳像系统设计[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
4 崔玉柱;王睿;李敬祯;;基于光流计算模型的智能电子稳像研究[A];中国仪器仪表学会第十三届青年学术会议论文集[C];2011年
5 许静;许廷发;;一种特征块与点结合的高精度电子稳像方法[A];第九届全国光电技术学术交流会论文集(下册)[C];2010年
6 甘玲;郑一帆;;基于改进的模板匹配的图像拼接算法[A];2008'中国信息技术与应用学术论坛论文集(一)[C];2008年
7 温文雅;陈建华;;一种基于特征点的图像匹配算法[A];2009系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2009年
8 郭勤;;景象匹配技术发展概述[A];2007年光电探测与制导技术的发展与应用研讨会论文集[C];2007年
9 王利强;郝莹;;一种基于Forstner算子的角点检测改进算法[A];第十四届全国图象图形学学术会议论文集[C];2008年
10 贾静平;赵荣椿;;一种适于图像稳定的特征点检测方法[A];信号与信息处理技术第三届信号与信息处理全国联合学术会议论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 四川 胥绍禹;指纹识别方法及指纹锁的设计(一)[N];电子报;2006年
2 魏刚;中国进入指纹消费时代[N];北京科技报;2007年
3 东南大学计算机科学与工程学院 万维网科学研究所 胡伟瞿裕忠;本体匹配:搭桥异构本体[N];计算机世界;2007年
4 蔡涛 关景火 李德华;塑造“面子”[N];计算机世界;2002年
5 记者  潘竑;指纹支付:电子支付的最佳补充[N];金融时报;2006年
6 田捷 陈新建 杨鑫;指纹识别算法仍有优化空间[N];计算机世界;2006年
7 彭亮;以光为尺[N];科技日报;2011年
8 中国科学院自动化研究所模式识别国家重点实验室 周密陶建华;与电脑面谈[N];计算机世界;2007年
9 蔡利;NEC推出高性能3G手机 FOMA N902i支持专业拍照防抖功能[N];中国经营报;2006年
10 尚海蓝;指付通:指纹支付更安全[N];中国计算机报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 钟平;机载电子稳像技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2004年
2 李迪;微型飞行器电子稳像技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2012年
3 朱娟娟;电子稳像理论及其应用研究[D];西安电子科技大学;2009年
4 张阳;仿人眼的结构原理和关键视觉技术研究[D];浙江大学;2011年
5 王欣刚;计算机视频泄漏信息截获技术的实用化研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2002年
6 王文晶;基于重力和环境特征的水下导航定位方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 王坚;非规则碎片拼合关键技术研究[D];南京航空航天大学;2007年
8 姜淑华;基于机器视觉的二维(三维)非接触测试技术[D];长春理工大学;2009年
9 罗诗途;装甲战车图像跟踪系统的关键技术研究[D];国防科学技术大学;2005年
10 刘立;基于多尺度特征的图像匹配与目标定位研究[D];华中科技大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 蔡耀仪;电子稳像算法研究及嵌入式系统实现[D];中南大学;2010年
2 任苗苗;用于视频监控的电子稳像算法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 张国栋;基于电子稳像技术的视频稳像研究[D];中北大学;2010年
4 远中文;视频序列电子稳像技术研究[D];天津大学;2012年
5 毛良瑾;旋转电子稳像技术的研究和实现[D];浙江大学;2010年
6 葛川;基于自适应运动滤波的电子稳像技术研究[D];西安电子科技大学;2011年
7 苑爱博;机载电子稳像系统设计与实现[D];国防科学技术大学;2010年
8 李澎;电子稳像系统中运动估计算法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 萨出拉;基于改进型SURF算法的电子稳像技术研究[D];南京理工大学;2012年
10 杨亚飞;基于FPGA的电子稳像系统设计[D];天津大学;2010年
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