改进ViBe算法及其在运动船舶目标检测中的应用

为了抑制ViBe算法在海面动态背景视频下“鬼影”区域对船舶运动目标检测的影响,提高监控视频中船舶运动目标识别的准确率,提出一种改进的ViBe算法。首先,背景模型用连续帧初始化,以减少“鬼影”的影响;然后,使用自适应阈值和闪烁级别来减少海面杂波,同时采用像素点对比消除“鬼影”,提取运动目标前景,获取完整的运动目标区域。最后,对输入视频进行高斯金字塔多尺度分解,并采用改进的ViBe算法检测低分辨率视频中的移动船舶,完整提取了海上移动船舶。实验结果表明,所改进的算法消除了“鬼影”区域,减少了海面杂波的干扰,检测率为92.5%,单帧视频图像检测时间控制在97 ms以内,可准确、快速地检测和提取海面船舶运动目标。     

高精度舰船图像拼接算法研究

为了解决当前图像拼接重叠区域多的问题,提出高精度的舰船图像拼接算法研究。在图像拼接之前,需先提取图像特征,采用Harris角点局部特征检测算法,在尺度空间寻找位置、尺度和变量特征,以此设计尺度空间极值点检测流程,避免外界噪声干扰。根据每个关键点特征计算图像尺度变化比例、图像旋转角度和不同图像间平移距离,确定不同图像特征点位置关系,以此实现图像参数自动辨识。采用surf角点检测算子检测图像重叠区域角点,在允许尺度空间多层图像处理下,无需对图像进行二次抽样处理。通过构建Hessian矩阵判别式,判断特征点是否为极点,利用二阶标准高斯函数,判别特征点。利用相应波为信息计算偏航角,确定变换参数,完成图像拼接。由实验结果可知,该算法图像拼接重叠区域较少,拼接精准度较高,为舰船稳定运行奠定基础。     

基于相关运动矢量外推的视频通信错误掩盖算法

针对视频通信中因数据传输错误引起的视频质量急剧下降的问题,提出一种基于相关运动矢量外推的错误掩盖算法。对于受损图像块,首先将前续图像块、前续相邻图像块映射到三维坐标系,并构造经过前续相邻图像块的一阶平面集,然后计算前续图像块与一阶平面集的距离,选取使得距离最短的一阶平面所代表的前续相邻图像块为相关最强前续相邻图像块,最后将相关最强前续相邻图像块外推到当前帧,通过外推图像块与受损图像块重叠区域加权估算受损运动矢量,并采用边界匹配算法对运动矢量进行优化,进而恢复受损图像块。仿真结果表明,对于不同视频序列,该算法同传统错误掩盖算法相比PSNR值提高了0.5～2.7dB,同时解码视频质量也获得了较好的主观视觉效果。     

基于光流和水平集模型的运动目标自动跟踪方法

在分析直升机在天空飞行序列图像特点的基础上,提出了基于光流和水平集模型的运动目标自动跟踪方法。该方法通过对图像进行高通滤波预处理,获得运动目标的特征图像,用特征图像来求解运动目标的光流,用光流对运动区域进行分割,获得运动区域的中心和半径,以该中心和半径的圆作为初始水平集曲线,以光流速度作为曲线演化的外力修改Chan and Vese模型,用改进后的模型对图像进行分割。实验证明,用本文方法能够快速、准确地自动跟踪运动目标。     

一种去噪声的轮廓提取算法

轮廓是物体的一个重要特征,轮廓提取的好坏对后续的目标定位、特征提取、识别和分类有着重要的影响.文中在现有方法的基础上,提出了一种新的轮廓提取方法.首先,在经典Otsu算法基础上,结合图像的熵给出了一种图像分割阈值选取方法;然后通过划分单元块,统计非零像素个数,去除噪声块,合并单元块,再次去除噪声块获得目标区域;最后采用4-邻域方法提取目标区域的轮廓.实验结果显示,改进的算法能够有效分割出目标,设计的目标轮廓提取方法能够有效去除噪声的影响,获得封闭的、单像素宽度的外轮廓线,为后续的图像处理和目标识别奠定了良好的基础.     

海战场环境中基于射线的碰撞检测算法研究

在海战场环境中,运动的物体之间可能会发生碰撞,文章针对海战场环境中各种运动物体的特点,提出不同类型包围盒的选择原则;针对物体的运动状态,采用基于射线的相交测试方法,提高碰撞检测的效率。     

数学形态学分形维数的船舶视频图像中识别研究

传统船舶视频图像识别算法,存在视频动态帧信息熵分布维度系数捕捉计算失真,导致图像像素分布维度空间信息出现偏差,色度空间像素点出现重叠,影响图像识别准确度。针对视频动态像素分布特点,提出数学形态学分形维数的船舶视频图像中识别研究。通过对视频图像数学形态学基本算子计算,完成对视频图像像素信息熵分布的数学形态学单一分形维数估计。根据运动图像原理,对识别图像维度估计下的图像进行识别特征区域划分。通过对划分特征识别区域的高动态目标识别计算,完成对视频图像中目标区域的识别。仿真对比实验,证明了提出识别方法的有效性。     

运动物体首尾识别程序的设计

在自动测量系统中,进行运动物体的首尾识别,国内传统的方法都是用硬件来实现的。本文在对测量电视复盖区域内作任意方向运动的物体的航行路线进行全面分析的基础上,找出了运动物体发生首尾颠倒时的基本特征,并根据其特征提出了用程序进行运动物体首尾识别的具体方法和若干编程技巧。采用这种方法进行运动物体首尾识别,不仅使本来要花钱用硬件解决的问题,改为计算机不花钱用软件就解决了,而且可以大大简化硬设备,提高可靠性,其经济效益和跟踪效果都是令人满意的。     

基于光流和水平集模型的运动目标自动跟踪方法

在分析直升机在天空飞行序列图像特点的基础上，提出了基于光流和水平集模型的运动目标自动跟踪方法。该方法通过对图像进行高通滤波预处理，获得运动目标的特征图像，用特征图像来求解运动目标的光流，用光流对运动区域进行分割，获得运动区域的中心和半径，以该中心和半径的圆作为初始水平集曲线，以光流速度作为曲线演化的外力修改Chan and Vese模型，用改进后的模型对图像进行分割。实验证明，用本文方法能够快速、准确地自动跟踪运动目标。     

基于改进Faster R-CNN的SAR舰船图像检测

针对传统的SAR舰船检测算法适应能力和准确率低的问题,提出一种基于改进Faster R-CNN的SAR舰船图像检测算法.改进后的算法以FasterR-CNN为检测框架,利用改进的k-means算法设计更适合舰船目标形状特点的先验锚点框;优化NMS算法以剔除重叠区域的舰船候选框,改善了舰船距离较近导致的漏检问题;同时引入Mask R-CNN算法中的RoI Align单元来消除特征图与原始图像的映射偏差.试验结果表明,改进后的算法相比 Faster R-CNN算法平均检测精度提升5.1％,达到86.64％,可以达到船舶数据量庞大情形下的检测要求.     

单曲率船体外板电磁感应加热弯曲成型工艺规划

以18.000 mm厚的船用AH36钢板为研究对象，开展电磁感应加热弯曲成型试验并测量板材的瞬态温度，采用手持式三维扫描仪获取板材点云数据，利用后处理软件得到板材面外弯曲变形云图。基于热-弹-塑性有限元分析，模拟板材电磁感应加热弯曲成型过程，温度和面外弯曲变形计算结果与测量数据较吻合，验证建立的数值模型的准确性。基于高通量的有限元分析，建立热源移动速度与横向弯曲角度的数学关系。针对单曲率板材，提出内接折线法和外切折线法拟合板材弯曲形状，给出相应的板材加热线位置和热源移动速度等工艺参数，进行热-弹-塑性有限元分析。计算结果表明，由提出的两种方法得到的面外弯曲变形均与目标曲率板的弯曲形状相吻合，证明内接折线法和外切折线法应用于实际工程的可行性。     

一种基于OpenCV实现的运动目标检测算法的研究

序列图像中的运动目标检测是数字图像处理与识别以及计算机视觉领域研究的主要内容之一,在视觉监控系统、医学图像分析、工业检测以及军事等领域中都有应用。文章重点对运动目标检测的算法进行了讨论,通过分析和比较三种常用运动目标检测的算法,提出了一种使用改进的背景更新算法检测运动目标的方法,并利用Intel公司开发的OpenCV提供的函数库进行测试。结果表明利用该方法可以稳定地提取背景图像,抑制运动目标对背景的干扰,有效地提高了运动目标的检测概率。     

一种从红外序列图像中提取感兴趣区ROI的有效方法

红外序列图像中提取感兴趣区（ROI）是图像压缩的关键步骤,ROI检测质量的好坏直接作用影响着后续处理。文章在Stauffer等人提出的自适应混合高斯背景模型基础上,融入帧差法分别将背景区和运动区以不同的更新率进行更新,同时在自适应背景更新的同时,不断改进自适应学习率。试验表明该方法构建的背景模型有较好的适应性,既可以稳定的对背景进行实时更新,又能够快速的提取目标的感兴趣区。     

基于目标监督的先验形状level set模型分割心脏MR图像

提出一种基于目标监督的先验形状level set模型分割心脏MR图像的方法。该方法先根据目标灰度的特征生成特征图像,使得特征图像目标区域灰度趋于一致,再在特征图像的基础上利用先验形状信息的水平集模型对目标进行分割。实验结果表明,该方法能够有效地分割心脏MRI图像。     

Segmentation of complex objects＇ sonar images using parameter-fixed MRF model

The effective method of the recognition of underwater complex objects in sonar image is to segment sonar image into target, shadow and sea-bottom reverberation regions and then extract the edge of the object. Because of the time-varying and space-varying characters of underwater acoustics environment, the sonar images have poor quality and serious speckle noise, so traditional image segmentation is unable to achieve precise segmentation. In the paper, the image segmentation process based on MRF （Markov random field） model is studied, and a practical method of estimating model parameters is proposed. Through analyzing the impact of chosen model parameters, a sonar imagery segmentation algorithm based on fixed parameters＇ MRF model is proposed. Both of the segmentation effect and the low computing load are gained. By applying the algorithm to the synthesized texture image and actual side-scan sonar image, the algorithm can be achieved with precise segmentation result.     

基于声场干涉谱图的目标距离提取技术

由于噪声的影响,基于引导源定位算法中形成的声场干涉条纹图像模糊不清,利用图像特征提取技术无法提取出距离特征量。为了实现低信噪比条件下对目标的准确定位,提出了先对干涉图像进行降噪处理,再进行特征提取的解决思路。介绍了3种去噪方法,并对它们的性能进行比较。研究结果表明,降噪能有效克服定位失准问题,且小波阈值方法效果最好。     

基于运动与表象特征的广域船舶目标识别方法

[目的]旨在提出对航行于关键广阔水域内的船舶进行准确识别和定位的改进方法.[方法]运用视频监控的优点,综合采用基于背景差分算法的运动目标检测方法与基于深度学习算法的图像表象特征识别方法,结合目标的运动特征和图像表象特征,实现多维度广域船舶识别的功能,并对水纹降噪、多级运动检测、航道监控图像窗口分割检测等方法进行改进,进...     

不同视点重叠图像自动拼接算法

在大型船舶操纵模拟器视景的绘制中，需要大量的背景山脉等不同视点重叠图像的拼接工作，而已有的不同视点重叠图像的拼接算法大都需要估计相机参数和每个象素的深度等，要求有较多的源图像，且普遍存在计算量太大的缺点。由于海上实景拍摄难度大，这些借助于模型实现的拼合算法，对于船舶操纵模拟器中的视景并不适用，希望能直接从二维重叠图像进行匹配和拼接。但由于不同视点透视关系和景物遮挡关系的改变，给图像的匹配和拼接带来困难。本文根据船舶操纵模拟器对视景和背景实景图像拍摄的具体要求，依据三维成像几何理论，建议相邻重叠图像的成像几何模型。由此提出在一定条件下的不同视点重叠图像的基于同深景物面平行景物线对的匹配算法和图像拼接的平滑算法，最后给出计算机实验结果。