头盔摄像头视频的稳像算法研究

发布时间：2017-10-09 01:00

  本文关键词：头盔摄像头视频的稳像算法研究

  更多相关文章： 头盔摄像头视频 电子稳像 模糊帧检测 投影变换 插帧卡尔曼滤波

【摘要】：在矿井、铁路通道等施工现场,维护检修人员常常通过头盔摄像头实时拍摄现场视频,并传输给监控器端的专家进行分析处理。由于环境和应用场景的问题,拍摄的视频经常出现模糊和抖动的现象。但经过文献分析,目前还没有专门针对头盔摄像头视频的稳像算法。 本文结合头盔摄像头应用场景,对头盔摄像头视频抖动情况进行量化分析和建模,对头盔摄像头视频的稳像算法进行研究,主要的研究内容如下： (1)深入研究了稳像的原理、流程及头盔摄像头应用场景,提出了针对头盔摄像头视频的电子稳像解决方案。 (2)对目前流行的运动估计方法进行深入分析和实验比较,最终选择ORB(Oriented Fast and Rotated BRIEF)算法在头盔摄像头视频稳像中进行角点检测和描述。针对头盔摄像头在拍摄视频过程中距离目标物较近的特点,本文选择基于投影变换的图像变换模型获得全局运动参数。 (3)针对头盔摄像头视频帧序列中出现的模糊过大、抖动过大的模糊帧,提出了一种基于比值的模糊度指标的快速模糊帧处理算法。针对模糊帧处理引起的视频帧序列不连续的问题,提出了一种基于插帧卡尔曼滤波的运动滤波算法。 (4)最终,在以上提出的算法基础上,使用Visual Studio2010和Opencv2.4.9实现了头盔摄像头视频稳像的原型系统。 实验结果表明,经过本文提出方案处理过的视频稳像的精度和实时性都得到了保证：两种稳像质量评估指标都显示稳像精度得到了提高。稳像实时性可以达到1秒20帧的处理速度。
【关键词】：头盔摄像头视频 电子稳像 模糊帧检测 投影变换 插帧卡尔曼滤波
【学位授予单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD76;TP391.41
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 绪论7-17
• 1.1 课题研究的背景和意义7-8
• 1.2 视频稳像的研究现状8-14
• 1.2.1 电子稳像的研究现状8-10
• 1.2.2 常见电子稳像应用场景分析10-11
• 1.2.3 通用电子稳像技术的原理和流程11-13
• 1.2.4 头盔摄像头应用场景分析13-14
• 1.3 本文的研究思路和内容14-16
• 1.3.1 头盔摄像头视频电子稳像的研究思路14
• 1.3.2 头盔摄像头视频电子稳像的研究内容14-15
• 1.3.3 本文的创新性工作15-16
• 1.4 本文的组织结构16-17
• 第二章 头盔摄像头视频的预处理17-31
• 2.1 基于高斯模型的视频帧模糊建模17-19
• 2.2 视频帧再模糊的原理及实现19-21
• 2.3 一种快速模糊帧处理算法21-29
• 2.3.1 基于最小标准差的模糊度指标22-25
• 2.3.2 基于比值的模糊度指标25-28
• 2.3.3 模糊帧检测阈值的确定28-29
• 2.4 实验结果及分析29-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第三章 头盔摄像头视频的运动估计31-50
• 3.1 头盔摄像头视频抖动情况分析32
• 3.2 视频帧特征点检测和描述32-44
• 3.2.1 常见特征点检测方法比较32-35
• 3.2.2 常见特征点描述方法比较35-41
• 3.2.3 ORB算法原理及应用41-44
• 3.3 视频帧特征点匹配44-46
• 3.3.1 特征点匹配策略44-45
• 3.3.2 误匹配滤除45-46
• 3.4 实验结果和分析46-49
• 3.5 本章小结49-50
• 第四章 头盔摄像头视频的运动滤波和补偿50-60
• 4.1 头盔摄像头视频帧的图像变换模型50-53
• 4.1.1 传统电子稳像中的图像变换模型51-52
• 4.1.2 基于投影变换的头盔摄像头视频的图像变换模型52-53
• 4.2 头盔摄像头的运动滤波53-57
• 4.2.1 传统实时电子稳像中的运动滤波算法53-55
• 4.2.2 基于插帧卡尔曼滤波的头盔摄像头视频的运动滤波55-57
• 4.3 基于固定帧补偿和逐帧补偿结合的头盔摄像头视频的运动补偿57-58
• 4.4 实验结果和分析58-59
• 4.5 本章小结59-60
• 第五章 头盔摄像头视频稳像系统的实现60-65
• 5.1 系统的设计与实现60-62
• 5.1.1 系统的设计60-61
• 5.1.2 系统的实现61-62
• 5.2 系统的实现及实验结果分析62-65
• 5.2.1 系统的实验结果展示62-63
• 5.2.2 头盔摄像头视频电子稳像质量评估63-64
• 5.2.3 头盔摄像头视频电子稳像实时性评估64-65
• 第六章 总结和展望65-67
• 6.1 工作总结65-66
• 6.2 工作展望66-67
• 参考文献67-70
• 攻读硕士学位期间参加的科研项目和取得的学术成果70-71
• 致谢71

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 肖敏连;;菱形搜索算法的改进研究[J];电脑知识与技术;2011年15期

2 马永华;耿瑞芳;张罡;;基于Blob算法的机器视觉图像识别方法的研究[J];仪器仪表用户;2008年04期

3 潘泉;孟晋丽;张磊;程咏梅;张洪才;;小波滤波方法及应用[J];电子与信息学报;2007年01期

4 孙辉;熊经武;赵红颖;;电子稳像技术在船载电视监视系统中的应用[J];光电工程;2008年02期

5 王秋平;陈娟;王显利;王习文;;一种新的自适应非线性卡尔曼滤波算法[J];光电工程;2008年07期

6 姚军;蒋晓瑜;杜登崇;汪熙;;多种运动补偿算法在电子稳像中的比较及应用[J];光学学报;2009年05期

7 杜登崇;蒋晓瑜;姚军;;基于相位相关的电子稳像算法研究[J];激光与红外;2009年01期

8 李治国;安锦文;赵银玲;;基于相位相关法的全局运动估计算法[J];计算机测量与控制;2008年04期

9 曹建;谢晓方;梁捷;黄权欣;;基于BRISK改进的快速角点特征算法[J];舰船电子工程;2013年05期

10 黄晨;王建军;高昕;丁晟;;电子稳像中稳像质量评价方法研究[J];激光与红外;2013年05期

，

本文编号：997233