遥控侦察仪图像处理系统研究

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遥控侦察仪是一款适用于作战反恐的侦察设备。在一些危险区域,通过操作遥控侦察仪,能够在一定的距离内实时地获取到侦察区域内360度的视频信息。首先对遥控侦察仪的发展现状进行了调研,并根据需求对已设计的遥控侦察仪提出了改进方案。原有的遥控侦察仪只能显示一个摄像头采集的视频信息,无法实现360度无死角侦察。先对遥控侦察仪进行代码优化,并对遥控侦察仪显示界面重新进行布局设计,实现同时显示四个摄像头采集的视频信息的期望。原有的遥控侦察仪只具备了采集和显示视频的功能,而未对视频进行有效的处理。因此,本文设计了一个基于遥控侦察仪的图像处理系统,赋予遥控侦察仪检测和跟踪运动目标的功能,从而实现遥控侦察仪的智能化。首先对目标检测和跟踪算法的发展现状进行了调研,并对已有的目标检测算法和跟踪算法进行了改进,提出了融合帧间差分法和背景差分法的自适应目标检测算法以及基于卡尔曼滤波和均值偏移的目标跟踪算法。目标检测部分:采用单高斯模型进行背景建模,但检测到的目标图像存在空缺部分。利用三帧差分法得到的差分图像和更新单高斯模型的学习速率来弥补图像的空缺部分,使得检测到的目标区域较为完整。依据视频图像的帧数来实现学习速率的更新。目标跟踪部分:通过卡尔曼滤波算法对下一帧进行预测,再使用基于颜色直方图的均值偏移算法在预测区域内进行均值偏移迭代,快速计算出目标的位置,实现目标的跟踪。经过多次实验测试,结果表明,该图像处理系统目标检测和跟踪的性能稳定,能够满足遥控侦察仪的功能需求。
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