視頻去霧和嵌入式目標(biāo)跟蹤方法研究.pdf

1、在視頻監(jiān)控行業(yè)，霧霾已經(jīng)成為高清監(jiān)控的隱形殺手，透霧監(jiān)控需求變得越來越迫切。
　　本文的主要研究?jī)?nèi)容正是從提高視頻監(jiān)控質(zhì)量的兩個(gè)方面展開：一是視頻去霧技術(shù)研究；二是嵌入式視頻目標(biāo)跟蹤技術(shù)研究。
　　去霧技術(shù)由光學(xué)去霧和數(shù)字去霧兩種方法組成，光學(xué)去霧存在成本高昂難以普及問題；數(shù)字去霧算法存在計(jì)算量大、資源消耗多、塊效應(yīng)、不適應(yīng)實(shí)時(shí)行要求等問題。本文在理解數(shù)字去霧算法原理的基礎(chǔ)上，對(duì)2013年Kim提出的去霧算法進(jìn)行改進(jìn)，提出了

2、一種基于譜聚類的視頻去霧算法。首先，利用譜聚類思想對(duì)靜態(tài)場(chǎng)景中的目標(biāo)進(jìn)行聚類分割；其次，利用同類目標(biāo)的透射率在幀內(nèi)具有空間一致性、在幀問具有時(shí)間連續(xù)性的前提假設(shè)采用了不同的去霧模型。即：在視頻的幀內(nèi)圖像中，引入基于類的透射率估計(jì)模型；在視頻的幀間圖像中，對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)引入運(yùn)動(dòng)一致性的透射率估計(jì)模型，對(duì)靜態(tài)背景引入時(shí)間一致性的透射率估計(jì)模型，應(yīng)用不同的透射模型對(duì)視頻中的不同目標(biāo)透射率進(jìn)行了估計(jì)；最后，利用計(jì)算的透射率對(duì)視頻圖像進(jìn)行了去霧處理。

3、
　　本文在研究視頻跟蹤相關(guān)算法和嵌入式硬件資源的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一套云臺(tái)可控制攝像機(jī)的嵌入式實(shí)時(shí)視頻跟蹤系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由DM8127-4核處理器，兩自由度云臺(tái)攝像機(jī)，監(jiān)視器，操控臺(tái)和接口電路組成。該系統(tǒng)的工作原理是：首先，對(duì)攝像機(jī)采集的視頻圖像，通過操控臺(tái)對(duì)跟蹤目標(biāo)進(jìn)行人為捕捉；其次，在DSP上完成先進(jìn)的目標(biāo)跟蹤算法，獲取運(yùn)動(dòng)目標(biāo)所在的圖像2D位置，并在監(jiān)視器上實(shí)時(shí)顯示跟蹤圖像；最后，根據(jù)目標(biāo)的位置信息得到脫靶量，把脫靶量通過A

4、RM核發(fā)送給云臺(tái)，云臺(tái)通過PELCO-D協(xié)議控制運(yùn)動(dòng)調(diào)整攝像機(jī)的監(jiān)控姿態(tài)，使運(yùn)動(dòng)目標(biāo)始終保持在監(jiān)控畫面中心位置，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的自動(dòng)跟蹤。為了滿足移動(dòng)平臺(tái)上跟蹤算法的穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性要求，本系統(tǒng)的硬件采用TIDM8127芯片，該芯片由一個(gè)ARM核，兩個(gè)M3-Cotex核和一個(gè)DSP核構(gòu)成。為了達(dá)到視頻采集、目標(biāo)跟蹤以及云臺(tái)控制整個(gè)流程的實(shí)時(shí)性要求，采用多核協(xié)同工作機(jī)制；軟件方面提出了一種高性能低復(fù)雜度的PCK跟蹤算法。主要的創(chuàng)新點(diǎn)在于：采用改進(jìn)

5、的POC算法克服傳統(tǒng)POC算法僅僅對(duì)目標(biāo)的位移和亮度變化具有魯棒性的缺陷；采用Kalman預(yù)測(cè)和歷史評(píng)測(cè)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新模板機(jī)制克服目標(biāo)被遮擋時(shí)的跟蹤失敗問題。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果和系統(tǒng)測(cè)試證明，相比Kim的去霧算法，本文提出的視頻去霧算法取得了更好的視覺恢復(fù)主觀效果，在視頻閃爍效應(yīng)相當(dāng)?shù)那闆r下，時(shí)間復(fù)雜度降低了0.39倍。另外，在光照變化、目標(biāo)位移、尺度、姿態(tài)改變、模糊、噪聲干擾以及部分遮擋等情況下，本文設(shè)計(jì)的嵌入式視頻跟蹤系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)