【摘 要】
:
运动平台下的目标检测技术在军事民生领域发挥着重大作用,具有极高的实用价值与研究意义。在手持设备、机载或车载设施等运动平台场景下,会出现背景动态干扰、环境光照突变等情况,导致了目标检测复杂度的增加,检测准确率和运行效率的降低。现有的运动目标检测技术在静态场景下的效果显著,但是大部分并不适用于动态背景。针对于此,本文对基于背景运动补偿的目标检测技术进行了研究实验,以提高运动平台下的目标检测效果,具体工
论文部分内容阅读
运动平台下的目标检测技术在军事民生领域发挥着重大作用,具有极高的实用价值与研究意义。在手持设备、机载或车载设施等运动平台场景下,会出现背景动态干扰、环境光照突变等情况,导致了目标检测复杂度的增加,检测准确率和运行效率的降低。现有的运动目标检测技术在静态场景下的效果显著,但是大部分并不适用于动态背景。针对于此,本文对基于背景运动补偿的目标检测技术进行了研究实验,以提高运动平台下的目标检测效果,具体工作如下。(1)设计实现了一种基于惯性信息与改进ORB(Oriented FAST and Rotated BRIEF)算法的背景运动补偿技术。设计了惯性传感器输出的惯性信息与视频图像数据的外同步融合方式,实现惯性数据与图像数据的准确匹配融合。利用同步输出的平台运动参数信息构建初步的补偿帧图像,在差分后根据结果对原始图像进行区域筛选,减少后续特征检测算法作用区域,降低运行耗时,使运行效率提高了23%左右。采用对于图像间的旋转和光强变化不敏感的DAISY描述符,并优化其主方向分配方法,替代BRIEF描述子对ORB算法进行改进,在图像发生旋转和光照强度变化时,使算法的匹配准确度提升了44%左右。对KNN(K-Nearest Neighbors)特征点匹配算法进行改进,联合欧氏距离与巴氏距离共同度量特征点相似性,进一步降低算法误匹配率。利用惯性传感器所得六自由度运动信息确定仿射运动模型,根据PROSAC(Progressive Sample Consensus)算法筛选最优特征点对。求解出仿射运动模型后,根据参考图像获得当前图像精确的补偿帧图像,达到准确去除背景运动干扰的效果。实验证明,相较于传统的背景运动补偿技术,本文的补偿精确度更高,且运算耗时更低,整体性能更加优异。(2)设计实现了一种基于改进帧差法的运动目标检测算法。首先对两帧差分法进行改进,在差分时,采用自适应阈值的方法,提高复杂环境下目标与背景的可分离度。在此基础上,通过Canny边缘检测算法提取目标边缘信息,同时利用累计差分法加强目标信息,降低空洞现象,通过逻辑“或”操作,提高目标完整度。实验证明,本文的改进帧差法所得目标外部轮廓更加完整,内部信息更加充分,完整度有显著提高。对于虚假目标,利用其与真实目标之间运动量的差异,通过运动分析进行剔除。为了减少计算量,在运动分析时改进光流计算方法,利用差分结果进行区域划分,只对差分响应超过一定阈值的区域通过Gunnar Farneback光流法计算稠密光流,根据结果进行伪运动目标的剔除,提高目标检测准确度。(3)在四组运动平台下拍摄的视频序列中进行本文目标检测技术检测效果的实验测试,同时与传统算法的检测结果进行对比,从主观感受与客观定量两个角度分析评价实验结果。相较于传统算法,本文算法的检测结果中目标信息更加完整,干扰项数量显著减少,准确度有明显提高。本文算法的1F值相对提高20.01%,PWC(Percentage of Wrong Classification)值相对降低36.40%,单帧平均耗时相对降低27.78%,在不同应用场景下均取得较好的检测效果。证明了本文算法目标检测准确度与实时性的显著改善,鲁棒性的明显增强,说明了本文运动目标检测技术的有效性。
其他文献
基于低频信号通过光学倍频技术产生高频信号的微波光子多倍频技术由于生成的信号具有频率高、相对带宽大、传输速率快等优点而广受人们的关注。基于外调制法的微波光子多倍频技术具有系统结构简单、倍频因子较高、生成的波谱纯净等显著优点。本文主要研究了基于外调制法的微波光子多倍频技术,具体工作内容如下:1.设计了一种基于两个平行的MZM的微波光子多倍频方案。该方案不需要任何滤波器,只需要合理设置MZM的直流偏压、
随着现代科技的发展,越来越多的研究人员对目标检测领域产生了兴趣,目标检测在机器视觉等领域占据至关重要的地位。在军事和民用领域中,如何实现对飞行目标的自动识别与精准定位一直是亟待解决的问题。得益于目标识别和检测技术的发展,使得以深度学习算法为基础的实时飞行目标的识别和检测成为了可能。本文设计了一套针对天空中飞机的识别定位系统,方案设计采用深度学习方法来完成飞机目标识别和检测。本文结合实际使用场景以及
高光谱遥感技术在获取目标的特征信息上具有空间覆盖范围大、光谱覆盖范围广、受场景限制小等优点。由其延伸出的高光谱异常检测技术能够在提前未知目标光谱信息的情况下,实现对异常目标的检测,该技术凭借着无需先验数据的优势,在环境监测、资源勘探等领域中有着广泛应用。本文针对目前高光谱异常检测算法中存在的不足,在高光谱图像特征提取的理论基础上,以自编码器为主要工具,将其与协同表示异常检测器、多元偏态t分布模型两
作为一种全息探测方式,光外差探测可以获取到中频信号的全部信息,相比直接探测具有巨大的优势。但是外差探测也需要更为苛刻的条件,其中最重要的便是波前匹配,这在工程应用中往往难以满足。信号光在空间传播的过程中,难免会受到各种因素的调制,如大气湍流、粗糙面引起的散斑效应、光学系统的像差等,进而导致波前产生难以预料的变化。探测器不同位置处的信号相位不同,便会导致不同面源的中频光电流互相抵消,从而使中频信号淹
光外差探测技术灵敏度高、抗干扰能力强,在本振光场和信号光场完全匹配的理想情况下,系统探测精度甚至可以达到量子效率的极限,然而,在实际应用中,本振光场和信号光场的波前失配会影响光外差探测系统的接收信噪比。分集技术是一种可以改进无线链路性能的接收技术,它把同样的信号分为多条路径进行传输使其变为独立的或至少是高度不相关的多段信号进行接收并合并,从而改善接收端信号的信噪比。为了提升外差探测中因为本振光和信
随着计算机视觉技术的迅猛发展,人脸三维数据信息在安防、人机交互、医疗等领域的需求日益增长。与其他三维人脸成像技术相比,利用出射光波中的偏振信息来恢复人脸表面三维形状的方法具有低成本、高性价比和高精度等特点,受国内外研究学者的关注度高。本论文从人脸表面反射波光的偏振特性与其表面形状之间的映射关系出发,针对多目标人脸在重建过程中的空间位置畸变问题,设计了一种多目标偏振三维人脸成像方法。该方法结合多尺度
随着我国电力科技突飞猛进的发展和高电压等级变电站的建设,做好对电气设备的质量监督管理工作变得尤为重要。对SF6分解产物的浓度、组分和生成速率等信息进行检测是判断高压开关、气体绝缘开关GIS(Gas Insulated Switchgear)等电气设备内部故障的有效方法。目前在电力系统中主要采用气相色谱法、电化学法、检测管法等离线方法检测SF6分解产物。光声光谱技术以灵敏度高、响应时间快及装置简单等
在外差探测过程中,由于光频段电磁波的波长在亚微米到微米量级,因此几乎任何目标表面都可以认为是粗糙的,这种粗糙特性引起的激光散射场对于外差效率的影响是不可预知的,因此我们称之为非合作目标表面。由于目前探测中采用的光电探测器为面元器件,外差探测得到的中频信号是大量随机光电流累积的结果,不同面元位置响应的光电流信号又表征为初相位不同的余弦信号,因此探测器表面不同位置产生的中频信号可能相互抵消,最终显著降
舰船在航行时会由于螺旋桨等机械结构与水体产生相互作用,使大量空气被卷入水中从而在船体的尾部产生一条绵延上千米的气泡尾流带。气泡的存在会使尾流区域海水介质的均匀性遭到破坏,从而使光波在尾流区域中传输时会发生散射现象。不同于大气泡,尾流中的微小气泡能在海水中存活很久,利用这些微小气泡对光波的散射特性能够实现尾流的远距离探测与识别。本文基于光散射研究尾流气泡的探测方法。首先基于Mie散射理论研究了水中单
光波在透过散射介质的过程中会发生散射作用,从而破坏光波携带的目标信息,在此情况下传统的成像方式已无法对目标进行成像。尤其在实际生活中,如云雾、烟尘等散射介质往往存在宏观或微观的运动,这些运动会使得成像质量退化更加严重,导致动态散射介质后的目标信息解译困难。本文利用光场的一阶关联与二阶关联特性来解决隐藏在动态散射介质后目标信息解译困难的问题,并利用压缩感知技术解决基于二阶关联的散射成像技术采样时间长