星载视频动态车辆实时检测与跟踪方法研究
发布时间：2021-05-19 22:30
卫星视频具有不同与传统卫星静态影像,具有高时间分辨率、可观测动态目标等特点,典型的代表有吉林一号、Skysat系列卫星,其作为一种新型遥感数据,在交通领域、公共安全领域里扮演重要角色。卫星视频车辆目标的检测与跟踪可及时获取更加完整的车辆地理运动轨迹信息,是地面监控视频和航空视频的监测的全新手段和发展方向。目前,国内外关于卫星视频的实时检测跟踪方法的相关研究较少,存在一些问题急需解决:卫星视频车辆目标模糊,其特征不明显,背景光照变化和视差效应严重,导致现有传统车辆检测算法目标漏检率和错误率较高;卫星视频内容本身干扰严重,现有视频跟踪算法难以获取车辆的连续轨迹;卫星视频实时处理和传输存在瓶颈,需要一种在轨实时视频处理的解决方案。本论文以吉林一号卫星视频为例,研究了复杂背景下卫星视频运动车辆实时检测与跟踪方法,论文的主要贡献包括:1)针对卫星视频车辆目标模糊的问题,本文通过分析卫星视频运动车辆的外形和运动特征,结合目标特征提出了改进的Vibe算法,并结合车辆运动前景分类的方法,准确提取运动车辆目标,实验证明了本方法具有良好的检出率和准确率。2)针对卫星视频运动车辆目标跟踪时干扰严重的问题,本...
【文章来源】：武汉大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外相关领域研究现状
1.2.1 视频目标检测跟踪研究现状
1.2.2 卫星视频目标检测跟踪研究现状
1.2.3 星载数据在轨实时处理研究现状
1.2.4 目前研究存在的问题
1.3 本文研究内容
1.4 本文组织结构
第2章 卫星视频车辆目标检测
2.1 卫星视频稳像与几何校正
2.1.1 视频原始定位精度与帧间稳定程度
2.1.2 视频稳像原理及实现
2.1.3 基于BRIEF匹配算法的视频帧快速几何校正方法
2.2 卫星视频动态车辆特征
2.2.1 卫星视频车辆目标形态特征
2.2.2 卫星视频车辆目标运动特征
2.3 基于改进Vibe算法提取运动像素
2.3.1 Vibe算法运动前景检测原理
2.3.2 基于SVM分类改进的运动前景检测算法
2.3.3 运动前景粘连分离
2.4 实验结果及分析
2.4.1 对比方法及评价指标
2.4.2 实验结果
2.5 本章小结
第3章 复杂背景下卫星视频车辆目标跟踪
3.1 卫星视频车辆目标的轨迹片段生成
3.1.1 二分图分配问题转换
3.1.2 基于匈牙利算法车辆目标的轨迹片段生成
3.2 卫星视频车辆目标连续轨迹生成
3.2.1 卫星视频车辆目标轨迹断裂成因
3.2.2 空间运动特征迭代关联的连续轨迹生成
3.3 实验结果及分析
3.3.1 对比方法及评价指标
3.3.2 原型软件设计
3.3.3 实验结果
3.4 本章小结
第4章 星载在轨视频处理原型机设计
4.1 星载处理技术框架
4.2 星载算法优化与移植
4.2.1 检测跟踪算法复杂度分析与优化
4.2.2 C语言代码的移植
4.3 在轨处理硬件实验及分析
4.3.1 主流星载处理硬件的性能
4.3.2 本文DSP芯片结构及性能
4.3.3 在轨处理原型模拟实验
4.3.4 实验结果分析
4.4 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 研究总结
5.2 进一步工作及展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]决策树弱分类支持的卫星视频运动检测[J]. 吴佳奇,蒋永华,沈欣,李贝贝,潘申林. 武汉大学学报(信息科学版). 2019(08)
[2]一种改进的基于卡尔曼滤波的背景差分算法[J]. 施龙超,安玉磊,苏秉华,文博,董泽华. 激光与光电子学进展. 2018(08)
[3]结合运动平滑约束与灰度特征的卫星视频点目标跟踪[J]. 吴佳奇,张过,汪韬阳,蒋永华. 测绘学报. 2017(09)
[4]顾及像面畸变的卫星视频稳像[J]. 王霞,张过,沈欣,李贝贝,蒋永华. 测绘学报. 2016(02)
[5]基于DSP的海量实时多媒体数据分析系统设计[J]. 武桂芬. 电子科技. 2014(12)
[6]基于特征点匹配的电子稳像技术[J]. 吉淑娇,朱明,胡汉平. 中国光学. 2013(06)
[7]视频跟踪算法研究综述[J]. 闫庆森,李临生,徐晓峰,王灿. 计算机科学. 2013(S1)
[8]智能遥感卫星系统[J]. 张兵. 遥感学报. 2011(03)
[9]一种利用时空约束轨迹片段关联的目标跟踪方法[J]. 王江峰,张茂军,熊志辉,包卫东. 计算机应用研究. 2011(03)
[10]几种基于匈牙利算法求解二次分配问题的方法及其分析比较[J]. 张惠珍,马良. 运筹与管理. 2010(01)
硕士论文
[1]基于多核DSP卫星视频多目标实时动态检测跟踪技术[D]. 于渊博.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 2016
[2]基于图模型的高效聚类算法研究[D]. 牛品菽.北京交通大学 2016
[3]视频烟雾检测算法研究[D]. 邓林.电子科技大学 2015
[4]基于特征点匹配的视频电子稳像算法研究[D]. 常征.东北大学 2013
本文编号：3196549
【文章来源】：武汉大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外相关领域研究现状
1.2.1 视频目标检测跟踪研究现状
1.2.2 卫星视频目标检测跟踪研究现状
1.2.3 星载数据在轨实时处理研究现状
1.2.4 目前研究存在的问题
1.3 本文研究内容
1.4 本文组织结构
第2章 卫星视频车辆目标检测
2.1 卫星视频稳像与几何校正
2.1.1 视频原始定位精度与帧间稳定程度
2.1.2 视频稳像原理及实现
2.1.3 基于BRIEF匹配算法的视频帧快速几何校正方法
2.2 卫星视频动态车辆特征
2.2.1 卫星视频车辆目标形态特征
2.2.2 卫星视频车辆目标运动特征
2.3 基于改进Vibe算法提取运动像素
2.3.1 Vibe算法运动前景检测原理
2.3.2 基于SVM分类改进的运动前景检测算法
2.3.3 运动前景粘连分离
2.4 实验结果及分析
2.4.1 对比方法及评价指标
2.4.2 实验结果
2.5 本章小结
第3章 复杂背景下卫星视频车辆目标跟踪
3.1 卫星视频车辆目标的轨迹片段生成
3.1.1 二分图分配问题转换
3.1.2 基于匈牙利算法车辆目标的轨迹片段生成
3.2 卫星视频车辆目标连续轨迹生成
3.2.1 卫星视频车辆目标轨迹断裂成因
3.2.2 空间运动特征迭代关联的连续轨迹生成
3.3 实验结果及分析
3.3.1 对比方法及评价指标
3.3.2 原型软件设计
3.3.3 实验结果
3.4 本章小结
第4章 星载在轨视频处理原型机设计
4.1 星载处理技术框架
4.2 星载算法优化与移植
4.2.1 检测跟踪算法复杂度分析与优化
4.2.2 C语言代码的移植
4.3 在轨处理硬件实验及分析
4.3.1 主流星载处理硬件的性能
4.3.2 本文DSP芯片结构及性能
4.3.3 在轨处理原型模拟实验
4.3.4 实验结果分析
4.4 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 研究总结
5.2 进一步工作及展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]决策树弱分类支持的卫星视频运动检测[J]. 吴佳奇,蒋永华,沈欣,李贝贝,潘申林. 武汉大学学报(信息科学版). 2019(08)
[2]一种改进的基于卡尔曼滤波的背景差分算法[J]. 施龙超,安玉磊,苏秉华,文博,董泽华. 激光与光电子学进展. 2018(08)
[3]结合运动平滑约束与灰度特征的卫星视频点目标跟踪[J]. 吴佳奇,张过,汪韬阳,蒋永华. 测绘学报. 2017(09)
[4]顾及像面畸变的卫星视频稳像[J]. 王霞,张过,沈欣,李贝贝,蒋永华. 测绘学报. 2016(02)
[5]基于DSP的海量实时多媒体数据分析系统设计[J]. 武桂芬. 电子科技. 2014(12)
[6]基于特征点匹配的电子稳像技术[J]. 吉淑娇,朱明,胡汉平. 中国光学. 2013(06)
[7]视频跟踪算法研究综述[J]. 闫庆森,李临生,徐晓峰,王灿. 计算机科学. 2013(S1)
[8]智能遥感卫星系统[J]. 张兵. 遥感学报. 2011(03)
[9]一种利用时空约束轨迹片段关联的目标跟踪方法[J]. 王江峰,张茂军,熊志辉,包卫东. 计算机应用研究. 2011(03)
[10]几种基于匈牙利算法求解二次分配问题的方法及其分析比较[J]. 张惠珍,马良. 运筹与管理. 2010(01)
硕士论文
[1]基于多核DSP卫星视频多目标实时动态检测跟踪技术[D]. 于渊博.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 2016
[2]基于图模型的高效聚类算法研究[D]. 牛品菽.北京交通大学 2016
[3]视频烟雾检测算法研究[D]. 邓林.电子科技大学 2015
[4]基于特征点匹配的视频电子稳像算法研究[D]. 常征.东北大学 2013
本文编号：3196549
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