复杂背景下扩展目标的分割算法研究

综合利用目标边缘、区域和纹理等多种特征 ,提出一种新的复杂背景下扩展目标的分割算法 .在基于知识的串行边界初分割基础上 ,运用一种新的分形分割方法抑制初分割图像中的自然背景团块 ,最后利用数学形态学运算消除背景粘连 .实验结果表明该方法能够有效的分割复杂背景下的扩展目标 。

基于DDR模组阵列的超高速数字图像存储技术

针对光电跟踪测量系统高精度测量对高帧频、大靶面图像传感器图像数据超高速实时存储的需求,提出基于DDR模组阵列的超高速数字图像存储方案。该方案采用大容量DDR双列直插内存模组(DIMM)阵列作为存储介质,使用现场可编程门阵列(FPGA)实现DDR模组阵列控制器,在实验中实现数据率为1 000 Mb/s的超高速大容量数据实时存储,且其理论的最高数据存储速率可达1 828 Mb/s。

自适应光学系统中实时自适应控制的仿真研究

介绍和分析了一种利用校正残差进行实时迭代的自适应控制算法,可以应用到校正大气湍流的实际自适应光学系统。利用61单元自适应光学系统上实际采集的大气湍流扰动信号,实现了自适应控制算法,并对这种算法的收敛性、稳定性、控制效果等进行了计算机仿真研究,与常规PID算法进行了比较。

复杂背景下多源多目标图像的分形分割算法

综合利用红外图像灰度特征与可见光图像灰度以及分维数方差特征,提出了一种复杂背景下多目标分割算法。首先通过最大熵阈值分割出红外图像的潜在目标区域,记录其质心位置及形状大小并对应到可见光图像中。再提取可见光图像的分形维数,利用其方差特征增强目标奇异性,排除背景奇异区域干扰,并对记录的目标区域进行初判决,得到真实目标质心处的分维数方差。然后将分维数图划分为与已知目标大小接近的区域块,搜索并标记具有相近分维数方差的所有区域块。最后在所标记及其相邻的区域块中精确分割出全部目标。对大量实际图片进行的仿真实验证明,该分割算法可以有效地进行多目标分割,并较好地保留目标形状特征。

背景运动补偿和假设检验的目标检测算法

根据背景与目标具有不同的运动特性这一事实,提出一种基于背景运动补偿和假设检验的目标检测算法。首先,采用特征点对应法求相邻帧间的运动;然后,用最小二乘法计算出摄像机仿射运动参数,利用此参数进行帧间背景运动补偿后得到稳定的背景;最后,用假设检验方法检测补偿后的帧差图像,经过简单的形态学和连通区域处理后检测出运动目标。仿真表明,该运动补偿算法能有效消除背景突出目标,补偿前后的差分图像信噪比提高了14.71 dB。该算法计算量小,可以成为一种通用的实时目标检测算法。

基于鲁棒背景运动补偿的运动目标检测算法

提出一种用仿射参数模型来近似场景中摄像机的复杂运动,采用参数化的多分辨率估计方法鲁棒地估计出仿射参数;然后在当前帧与运动补偿后的帧之间求光流场,得到目标轮廓的初始分割;最后通过聚类和搜索填充算法分割出完整的目标。试验结果表明,该运动补偿算法能有效消除摄像机运动引起的背景运动,在摄像机运动情况下得到完整的目标。

基于块遍历的直线边缘特征提取

为了能够快速而精确地提取图像中扩展目标的直线边缘特征,提出了一种基于块遍历的直线提取方法。该算法先通过块遍历整个图像,然后按照直方图把块分类并进行二值化,再通过链码得到相同单像素直线的多个块表示,然后通过这些直线的斜率和截距进行分类,最后对分类结果求均值。仿真结果表明,该方法不仅能正确地提取直线特征且提取的直线可以达到亚像素精度,其角度定位精度超过0.01 rad。从运算量和复杂性来看,其综合性能要优于经典霍夫变换方法,可以得到很好的直线提取结果,并为硬件实现打好基础。

湍流大气中哈特曼传感器的模式波前复原误差II

分别采用 Zernike和 Karhunen-Loeve两种模式波前复原法 ,分析了在子孔径斜率测量噪声影响下 ,哈特曼传感器对大气湍流畸变波前的模式复原误差与模式复原阶数等的关系。发现最优模式复原阶数主要与哈特曼传感器的子孔径斜率探测信噪比有关。分析了一个哈特曼传感器对实际大气湍流畸变波前的测量结果 ,给出了确定传感器测量噪声的方法。

一种复杂背景下运动扩展目标识别算法

目标识别的关键在于提取出目标有别于背景的特有的特征。在复杂背景下,灰度特征、区域特征、形状及纹理特征难以对目标进行有效的识别,而运动特征是明显的有效特征,提出了一种基于稀疏运动场的目标识别方法,首先用改进Barnard算法对相邻两帧图像进行特征点提取,然后在特征空间用块匹配的快速算法估计出稀疏运动场,再进行C均值模糊聚类识别。实验表明这种算法能对复杂背景下高速运动的扩展目标进行快速稳健的识别。

一种强海杂波多目标分形分割算法

提出了一种提取分形尺度误差的电视图像检测分割算法。首先针对强海杂波背景特性,将多目标统归于目标类,分析了归一化的数字图像形态维分形模型,再构建分形尺度误差作为模式分类特征,并设定类间最优阈值进行分割,获得目标区域的精确位置信息,最后选取分割结果中最大局部熵点作为种子,通过区域生长得到较为完整的目标轮廓。通过对实际海景序列图像进行了仿真实验,取得了良好的检测分割效果,并具有较强的抗噪声性能。

多通道图像的并行处理

多通道图像的并行传输,具有多数据流及大数据量的特点,采用区域并行的处理方式,对多通道图像信息进行并行处理;并以两片C6203B的DSP及大容量FPGA构成具有双总线结构、基于共享总线的嵌入并行处理系统,对多通道图像进行处理。实验结果表明在自行设计的嵌入式并行处理平台上,采用区域并行的处理方式,可对并行传输的多通道图像进行全视场实时处理,有效解决了多数据流、大数据量与系统实时性之间的矛盾,同时系统具有较强的扩展性。

一种实时的复杂户外场景下目标检测算法

根据实际系统中高帧频摄像机背景图像运动不大而目标有一定运动的特点,首先分离奇偶帧图像,隔帧相减并用自适应阈值技术二值化图像来检测运动目标,经过形态学处理得到许多连通的区域,然后利用目标面积最大等特征识别目标并用外接矩形定位目标,得到目标运动的真实轨迹。仿真结果表明:该算法能简单有效地检测机动目标且易于硬件并行实现。

基于TCP/IP协议的光测设备图像数据传输方案

根据光电测量设备远距离回传数据的需要,介绍了一种以太网数据传输方案。该方案采用网络协议处理芯片实现TCP/IP协议,使用现场可编程门阵列作为主控制器,具有系统设计简洁、传输效率高、可远程控制的特点,已成功应用到多型光电测量设备图像记录系统。

复杂背景下扩展目标双尺度分形分割算法

针对复杂背景的分形尺度不变性,提出了一种扩展目标分割新算法。首先将大、小两种尺度下像素邻域内的灰度信号转化为一维,分别进行离散傅立叶变换(DFT),再利用频域的极大似然估计提取分形维数,选取小尺度的分维数图表征各边缘的精确位置,而大尺度的分维数图表征抑制背景纹理后的目标主要轮廓,然后计算图像边缘的方向性函数,使大尺度边缘在小尺度边缘限定的范围内,选择幅度与方向接近的目标边缘进行连接,最后进行阈值分割,得到闭合的精确边缘结果。实验证明了算法的有效性和可靠性。

一种基于乘性可变尺度形态分形模型的分割新算法

在定义乘性可变尺度结构算子对数学形态维分形模型进行优化和改进的基础上,提出了一种基于提取分形特征参数的图像分割算法。首先定义并比较了加性和乘性可变尺度形态结构算子,并以此为基础进行形态学膨胀运算,提取归一化模型下的数学形态维分形维数,再用分形特征维数调制灰度值,以拉开各个灰度级间的距离,有效地增大了目标和背景的差异,最后进行自适应阈值分割。大量对比仿真实验取得了良好的分割效果,并且证明了本算法的有效性和可靠性。

基于RBF神经网络的复杂背景下的运动目标检测

由于运动摄像机的存在使得复杂背景下的运动目标检测问题更加复杂,根据场景中目标与背景具有不同的运动、任意场景可以分成不同的运动区域这一基本事实,提出一种新的基于RBF神经网络的运动目标检测算法。运动补偿后求参考帧与补偿后的当前帧之间的光流,联合当前像素坐标及其灰度值得到五维特征向量作为RBF网络的输入,RBF网络学习算法通过最小化由Bayesian理论和能量最小化理论导出的损失函数实现。学习矢量量化方法修正网络的中心,收敛后网络的输出就是运动目标区域。试验结果证明了算法的有效性。

湍流大气中哈特曼传感器的模式波前复原误差

分别采用 Zernike和 Karhunen-loeve两种模式波前复原法 ,分析了子孔径斜率测量不受噪声影响的理想情况下 ,哈特曼传感器对大气湍流畸变波前的模式复原误差与大气湍流相干长度、传感器的结构尺寸、模式复原阶数等的关系。结果表明 Karhunen-loeve模式法比 Zernike模式法的波前复原误差更小些。

地空背景下目标分形拟合检测算法

通过数字图像的离散分数布朗运动场模型,在研究提取分形维数H参数的基础上,根据人造目标与自然背景各自不同的分形特性,针对性的提出了一种提取分形模型拟合误差的检测算法。实验表明,该方法能够实现不同背景及目标的检测,抗噪声干扰性好,较之普通检测算法对目标具有更好的检测效果,是一种有效的边缘检测算法。

时频域块匹配运动估计算法性能比较

详细讨论了时频域块匹配运动矢量估计算法的理论及其实现,还从算法的运动补偿性能、计算效率和计算复杂度三个方面对时频域两种情况下的算法进行了详尽的比较。在相同条件下比较发现,相比于时域块匹配法,如果频域法不出现“双峰”,则其直接从相位相关图出发可以得到更加平滑和精确的运动场,计算效率高;但时域法更适合了存在多个运动的运动估计。

基于硬盘直写的脱机高速图像记录系统

基于图像记录设备小型化的需求,结合IDE硬盘直写存储技术和硬件协议处理的以太网络数据传输技术,采用现场可编程门阵列设计实现了一种脱机图像记录系统。该设计可独立于计算机系统外工作,具有体积小、单盘持续记录速度高,可通过网络远程控制的特点。