船舶監(jiān)控中的視頻穩(wěn)像與目標(biāo)跟蹤的研究.pdf

1、分類號(hào)UDC密級(jí)單位代碼1旦巧1船舶監(jiān)控中的視頻穩(wěn)像與目標(biāo)跟蹤的研究曹輝指導(dǎo)教師張均東職稱教授學(xué)位授予單位大連海事大學(xué)申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別工學(xué)博士學(xué)科與專業(yè)輪機(jī)工程論文完成日期2008年4月l日論文答辯日期2008年6月29日答辯委員會(huì)主席任光創(chuàng)新新點(diǎn)摘要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)摘要1.建立了特征線參數(shù)變化與船體運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系模型，量化了船體的搖擺運(yùn)動(dòng)對(duì)視頻波動(dòng)的影響。針對(duì)船載波動(dòng)視頻的幀間運(yùn)動(dòng)矢量，按照主觀掃描運(yùn)動(dòng)、客觀掃描運(yùn)動(dòng)和高頻隨機(jī)運(yùn)動(dòng)的分類方式進(jìn)行提取

2、。對(duì)提取到的不同性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)分量，根據(jù)各自產(chǎn)生根源和特點(diǎn)推導(dǎo)出相應(yīng)的補(bǔ)償算法進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。2.根據(jù)特征線自身具有不變性的特點(diǎn)，將視頻穩(wěn)像和跟蹤算法限定于特征線出現(xiàn)機(jī)率較大的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行，并在后續(xù)處理中實(shí)時(shí)地對(duì)該區(qū)域進(jìn)行更新、標(biāo)定。文中稱此區(qū)域?yàn)椤白R(shí)別區(qū)域”或“搜索區(qū)域”，對(duì)其標(biāo)定方法進(jìn)行了深入地研究和推導(dǎo)。由于標(biāo)定了識(shí)別區(qū)域，本文的相關(guān)計(jì)算如小波變換、Hough變換等就不需要對(duì)圖像中所有的空間角度進(jìn)行搜索，因此減少了后續(xù)的計(jì)算量和計(jì)算時(shí)間。

3、3.在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償過程中，根據(jù)特征線參數(shù)變化與船體運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系模型，針對(duì)高頻隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，通過圖像幾何變換進(jìn)行視頻的第一重穩(wěn)像處理，對(duì)圖像間高頻隨機(jī)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了補(bǔ)償針對(duì)客觀掃描運(yùn)動(dòng)利用云臺(tái)反饋進(jìn)行第二重的穩(wěn)像處理，實(shí)現(xiàn)了視頻圖像在船舶橫搖、縱搖、脂搖三個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。文中將此過程稱為“雙重補(bǔ)償穩(wěn)像”，它解決了一般電子穩(wěn)像存在邊界盲區(qū)的問題，同時(shí)也克服了機(jī)械式穩(wěn)像精確度低、成本高的缺點(diǎn)。4.提出了一種利用參考點(diǎn)來代替目標(biāo)物體的跟蹤方法。在對(duì)目

4、標(biāo)的跟蹤過程中，根據(jù)Hough變換的結(jié)果，對(duì)直線上的點(diǎn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分組、端點(diǎn)融合，從中提取出特征線被目標(biāo)遮擋部分的線段及端點(diǎn)。然后參照全局坐標(biāo)系，根據(jù)中點(diǎn)定理求出該線段的中點(diǎn)坐標(biāo)，以此作為參考點(diǎn)來代替遮擋該區(qū)域的物體。這樣，對(duì)物體的跟蹤就轉(zhuǎn)化為對(duì)點(diǎn)的跟蹤，文中稱此過程為“截?cái)喔櫋?，稱該參考點(diǎn)為“截?cái)嘀行狞c(diǎn)”。由于采用此方法可以忽略實(shí)際物體的大小、形狀、顏色以及表面紋理等特征信息，所以跟蹤過程中系統(tǒng)的計(jì)算量和計(jì)算時(shí)間要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其他常規(guī)的跟蹤