基于多分辨率灰度投影的電子穩(wěn)像算法研究.pdf

1、礦井車載攝像系統(tǒng)在成像過(guò)程中極易受到外部環(huán)境和載體振動(dòng)的影響，使得獲取的視頻圖像序列不穩(wěn)定，這種不穩(wěn)定的視頻極大的影響了礦區(qū)的安全生產(chǎn)、后續(xù)的圖像處理（如目標(biāo)檢測(cè)和跟蹤等）、事故后的報(bào)布情況以及及時(shí)報(bào)警和聯(lián)動(dòng)處理等，因此，提高圖像的穩(wěn)定性對(duì)于礦區(qū)安全高效生產(chǎn)具有重要意義。
　　電子穩(wěn)像技術(shù)通過(guò)圖像處理的方法達(dá)到對(duì)視頻進(jìn)行穩(wěn)定的目的，由于其具有精確度高、體積小等優(yōu)勢(shì)得到了廣泛的應(yīng)用，但目前仍未有一種通用的電子穩(wěn)像算法。本文通過(guò)對(duì)電子

2、穩(wěn)像技術(shù)中運(yùn)動(dòng)估計(jì)、運(yùn)動(dòng)濾波以及運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償這三個(gè)模塊的主流實(shí)現(xiàn)算法進(jìn)行分析研究后，在灰度投影算法的基礎(chǔ)上，提出了適合礦井車載系統(tǒng)的電子穩(wěn)像算法。本文研究?jī)?nèi)容如下：
　　運(yùn)動(dòng)估計(jì)階段，針對(duì)灰度投影算法在處理對(duì)比度低、含有前景運(yùn)動(dòng)物體的圖像不佳的問(wèn)題，本文提出了一種基于多分辨灰度投影的運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法。該算法首先通過(guò)直方圖均衡化對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理，減小圖像灰度值單一對(duì)比度差對(duì)算法的影響，然后通過(guò)多分辨率分層及基于二分查找法的搜索方法減小計(jì)算量

3、的同時(shí)，又通過(guò)分塊統(tǒng)計(jì)最多樣本法解決了局部運(yùn)動(dòng)物體對(duì)全局運(yùn)動(dòng)矢量影響的問(wèn)題。
　　運(yùn)動(dòng)濾波和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償階段，針對(duì)傳統(tǒng)粒子濾波計(jì)算量大、耗時(shí)長(zhǎng)的缺點(diǎn)，本文提出了基于估計(jì)窗實(shí)時(shí)粒子濾波的運(yùn)動(dòng)濾波算法，該算法通過(guò)引入估計(jì)窗的概念，首先將粒子集劃分為與窗口內(nèi)觀測(cè)值個(gè)數(shù)相同的子集，每個(gè)子集內(nèi)粒子數(shù)由權(quán)值確定，然后對(duì)每一個(gè)粒子子集進(jìn)行粒子濾波運(yùn)算，最后將獲取的結(jié)果進(jìn)行加權(quán)處理獲得最終的估計(jì)。對(duì)于濾波后獲取的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，通過(guò)改進(jìn)的自適應(yīng)相鄰幀方法實(shí)