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NiosⅡ的红外图像实时跟踪系统设计作者:贺明, 王新赛, HE Ming, WANG Xin-sai作者单位:防空兵指挥学院红外与射频技术研究中心,郑州,450052刊名:电光与控制英文刊名:ELECTRONICS OPTICS & CONTROL年,卷(期):2008,15(3)被引用次数:0次 参考文献(12条) Nios Ⅱ Progcessor Reference Handbook Yue-huan Automatic threshold estimation for gradient imagesegmentation 2001(16) K R Digital Image Processing 19964.杨亚军 红外图像处理与目标跟踪研究 19985.褚振勇.翁木云 FPGA设计及应用 20006.杨宜禾.周维真 成像跟踪技术导论 19917.王润生 图像理解 P Real-time tracking of non-rigid objects using mean shift C F Automatic target recognition by matching oriented edge pixds 1997(01)10.张天序.桑农 舰船目标长波红外图像命中点识别研究[期刊论文]-红外与激光工程 2000(01) S C Good feamre to track 199412.刘其真.姚剑 红外成像运动目标识别与跟踪系统处理研究[期刊论文]-遥感技术与跟踪方法研究 1999(02) 相似文献(10条)1.学位论文 程胜莲 基于多级滤波器的红外运动小目标实时跟踪 2006 红外成像跟踪系统由于处理的是多维信号,且为被动检测技术,具有隐蔽性好/抗干扰能力强/跟踪精度高等优点,在许多领域有着重要的应用,如导弹制导/医疗及智能交通系统等。随着应用需求的不断提高,要求最大限度地尽早发现目标,使得人们对序列图像中远距离/低信杂比的运动小目标的检测和跟踪技术产生了浓厚的兴趣,并成为当前研究的热点之一。 本文对红外序列图像运动小目标的实时检测与跟踪进行了研究,主要内容如下: (1) 对红外背景抑制技术进行了研究,在总结几种典型预处理技术基础上,提出了一种基于融合的改进结构多级滤波器。仿真实验表明,改进结构的多级滤波器可以有效地解决多尺度小目标的自适应增强的问题。 (2) 介绍了红外成像跟踪系统的组成,着重对红外成像跟踪技术进行了研究;在探讨多目标跟踪的典型问题基础上,实现了一种基于目标多特征融合的数据关联方法。 (3) 提出了一种云层杂波背景下检测小目标的算法,并实现了一种单色红外序列图像运动小目标的搜索与跟踪算法;探讨了影响跟踪稳定性的几种情况,针对红外诱饵与目标在双色中的不同特性,实现了一种基于双色红外图像融合的运动小目标跟踪算法;实验表明,该跟踪算法在红外诱饵干扰时具有良好的稳定性。 (4) 对跟踪算法的实时实现进行了研究,首先实现了均值模板多级滤波算法模块的快速计算;针对C6000系列DSP,介绍了算法实现时编程语言的优化方法;最后基于具体图像处理系统硬件拓扑结构研究了算法并行分配的实现。2.期刊论文 周玉彬.俞梦孙 用红外图像实时跟踪和监测眼睛的方法 -北京生物医学工程2003,22(2) 眼睑和眼球状态是判断司机是否出现瞌睡和困倦的主要指标,其核心是实时地跟踪和检测眼睑的活动状态和眼球的注视位置,从而辨识出困倦程度,以便报警或提醒司机.当前较为理想的非接触式的检测途径是用摄像技术获取眼部的动态图像,并利用实时图像处理技术,跟踪和分析眼睑状态和眼球的注视位置,目前市场上尚无很成功的产品.本研究旨在探索利用摄像技术实时动态地提取眼睑和眼球状态的新方法.在850nm的红外线照射下,利用瞳孔和虹膜对红外光吸收率的显著差别,引导图像处理区域改变,实现司机在一定范围内活动时跟踪眼睛,测量眼睑和眼球状态的分析技术.该方法为检测司机在驾驶中是否困倦提供了关键的技术,对驾驶员实际录像测量显示该方法是有效的.对汽车司机进行了3次共的实际驾车测验,跟踪准确率在%,判断测量准确度为97%.3.学位论文 鲁欣 红外图像目标识别技术研究 2007 制导系统是精确制导武器中最重要的部分,红外图像制导技术以其灵敏度高、抗干扰能力强,隐蔽性好等优点,已成为现代精确制导研究和发展的主流。 本文围绕红外图像制导系统,对自然界红外图像的特点及目标识别技术做了详细的讨论和研究。 文中介绍了红外成像的基本理论和特点,着重叙述了红外图像制导系统的整体设计方案和硬件实现,并结合图像处理的算法提出了一种基于目标切割分块的识别方法。这种方法和传统的红外二值目标识别方法比较具有方便理解,使用简单,运算速度快等特点。此外文中还介绍比较了三种具有RST不变性的目标识别方法。 通过在所设计的硬件平台上对特定目标的跟踪实验,硬件系统运行稳定,抗干扰能力强;图像识别算法部分,识别目标的准确度高,速度快,满足了设计的要求,达到实时跟踪的效果。
4.期刊论文 朱宪伟.孙祥一.ZHU Xiang-yi 红外图像中机场跑道的自动跟踪 -光学技术2005,31(5) 在弹载末敏器上红外相机输出的机场跑道图像中,实现对道路的实时跟踪,道路直线参数的实时提取是末敏器进行末端修正的前提条件.利用点运动跟踪的原理对道路的运动(相对于相机)采用预测,搜索,修正的方法,大大降低了计算复杂度,实现了对道路的实时跟踪.5.学位论文 李琳 序列红外图像运动目标的跟踪和快速分割 2009 本课题是国家科技部支撑项目“高稳定性高速电弧喷涂层温度场影响规律研究”的一部分,是与装甲兵工程学院装备再制造技术重点实验室合作的项目。另外该课题还得到国家自然科学基金项目的支持,基金号是:60573016。序列红外图像包含物体的温度信息,在工业、军事、医学方面得到广泛应用。序列红外图像中运动目标跟踪与分割问题的研究在技术上涉及到计算机图像处理、模式识别、以及人工智能等诸多领域,因而具有较高的研究价值。为了更好的分割和跟踪运动目标,本论文研究在图像处理中如何改进现有方法从而更有效的跟踪运动目标,并进行快速的分割。课题前期工作研究序列红外图像运动目标边缘模板的获取,提出了基于三帧差分法和无边缘Snake模型相结合的方法。该方法首先利用三帧差分法获得中间帧运动目标的边缘。由于三帧差分法获得的边缘并不完整,存在很大的缺陷,在此基础上引入了无边缘的Snake模型,找到闭合曲线,将全部区划分为内部区和外部区两个部分,使在内部区的图像部分与在外部区的图像的平均灰度恰好反映出对象与背景之间的灰度平均值的差别。课题后期工作研究序列红外图像中运动目标的跟踪和匹配问题,首先采用传统SSDA自适应阈值的算法对物体进行跟踪匹配,匹配过程中由于需要对运动目标的所有像素进行判断,影响了计算速度。基于特征级SSDA算法利用运动目标边缘特征进行判断匹配,只针对边缘像素点进行判断,很好的解决了这个问题,但由于是全局搜索,基于特征级的SSDA并不能达到实时跟踪的目的,为了解决这一问题提出了基于虚拟质心和边缘信息熵相结合的SSDA匹配算法,算法对匹配过程中搜索区域和判断次数上进行约束。利用运动目标虚拟质心的趋势和范围在空间上对搜索区域进行约束;利用边缘信息熵最丰富的一小段或几段连续边缘进行判断次数上的约束。实验结果表明,该算法可以达到对运动目标实时跟踪匹配的目的,并且实现了在匹配完成的同时对运动目标进行分割。关键词: 序列红外图像,图像分割,Snake,边缘信息熵,SSDA6.会议论文 康莉.谢维信.黄敬雄.倪小慧 一种新的红外弱小目标实时跟踪方法 2007 本文提出一种新的红外弱小目标实时跟踪方法。首先对红外图像作预处理,对基本的最大化背景预测方法进行改进,从而有效地抑制背景,降低虚警概率;其次,采用最大熵模糊聚类方法对预处理后的红外目标进行跟踪。由于算法不需要对数据进行训练,因此算法执行时间短,精度高,是一种有效的实时跟踪方法。7.学位论文 刘波 智能车载红外视觉预警系统关键问题研究 2009 随着现代社会交通的发展,随之而来的日渐紧张的交通状况成为最直接的安全隐患,各类交通事故明显增加。车辆防撞预警系统作为智能交通系统的核心部分,正成为当今世界车辆工程领域的研究热点。 通过对国内外智能车辆防撞预警系统的研究分析发现,现有的基于视觉检测的系统在阴雨、大雾等较为恶劣的天气情况下检测结果不太满意。因此,本文提出了基于红外视觉检测技术的汽车防撞预警系统设计方案。 文中首先对几种红外图像采集系统的性能给予分析,构建了主动式红外图像采集系统。该系统主要由红外LED灯、低照度黑白CCD摄像头、截止型红外滤光片等构成。根据采集的红外道路图像的特点和先验知识,本文提出用等腰梯形来分割图像,并在此基础上研究了红外图像预处理方法,包括:中值滤波、Sobel边缘检测和最大最小方差阈值分割。然后在确定的范围内运用Hough变换检测车道线边缘,进而确定感兴趣区域(AOI)。接着在感兴趣区域内运用灰度变化的原理搜索前方车辆,并确定其在图像中的位置;运用卡尔曼滤波技术实现了对前方车辆的实时跟踪。最后基于投影几何模型,利用道路平坦假设,建立了世界坐标系、摄像机坐标系、图像坐标系及帧存坐标系之间的坐标变换方程,推导出本车与前方车辆距离计算公式并提出安全距离判断准则。 经过以上一系列处理,本系统能实时、准确地检测到本车道内的前方车辆并确定其位置,实现车辆防撞预警功能。8.期刊论文 陈镇.周起勃.葛军.CHEN Jun 一种应用于飞机红外图像的分割方法及其实现 -半导体光电2007,28(5) 分析了待处理飞机目标在红外图像中的特点,设计出一种自适应的红外图像阈值分割算法.算法划分成粗分割和精分割两个步骤.首先,通过粗分割缩小目标范围并将图像初步划分成目标区域及背景区域.然后精分割在波门范围内用粗分割中得到的背景区域去近似真正的背景,修改理论阈值公式,并完成最终的分割.该算法目前已在FPGA上成功实现.外场实验结果表明,分割算法具有稳定可靠而且准确度高的特点,非常适用于实时跟踪处理系统.9.期刊论文 贺明.王新赛.HE Xin-sai 基于Nios Ⅱ软核的实时红外图像自动跟踪系统设计 -红外技术2007,29(1) 针对目前国内外大多数红外图像自动跟踪系统采用DSP+FPGA结构,系统存在设计电路复杂、成本高、实时性较差等缺点,开发出在单片现场可编程门阵列(FPGA)中实现以Nios Ⅱ软核处理器为核心的实时红外图像自动跟踪系统,采用自定义指令的Nios□处理器实现结构复杂的自递归Otsu的聚类分割和目标运动预测算法,利用硬件实现目标的快速相关匹配,软硬件协同完成系统对目标的实时跟踪,实验结果表明,系统不但体积小、功耗低、实时性强,而且在复杂的地物背景下,能够稳定、精确地跟踪目标.10.学位论文 朱宪伟 末敏弹红外图像制导中机场跑道的提取与跟踪技术研究 2004 图像制导是一项具有广阔应用前景的导航制导技术,将图像制导技术应用于末敏子弹是一个新的研究方向。对于攻击机场跑道目标的末敏子弹而言,图像制导相对于其它制导方式具有较大的优势。本文的主要工作是利用数字图像处理技术,完成反机场末敏子弹的制导任务。具体工作可以分为:确定机场跑道在图像坐标系中的宽度、确定机场跑道中心线的直线参数、确定末敏子弹的自旋角速度。在完成上述三个工作的基础上,可以确定末修发动机的点火时刻,完成图像制导任务。 本文主要工作包括: 1)弹载红外相机获得的图像伴随有严重的几何失真,表现为笔直的机场跑道在图像中呈弯曲的形状。本文建立了相应的数学模型对其进行复原。从复原之后的图像可以看出本文的数学模型是正确的。 2)本文将点目标运动跟踪方法和Hough变换提取直线的方法相结合,对序列图像中的机场跑道进行运动跟踪。两者的结合使得本文的直线提取与跟踪,具有Hough变换提取直线的优点,但是计算量却降低一个数量级,达到了实时跟踪的要求。 3)利用何种数据处理方法来消除子弹的摆动影响,进而确保末修精度,是本文面临的一个重要问题。在分析子弹摆动规律的基础上,本文采用了周期取平均的数据处理方法,省去了繁琐的拟合计算。从处理结果可以看出,该数据处理方法基本消除了子弹摆动带来的负面影响,
4)本文首先在计算机平台上,利用c++语言编程实现了上述算法。考虑到实际情况中,算法需要在DSP平台实现,本文结合DSP开发语言的特点,将程序移植到DSP平台,并进行了硬件仿真试验研究。试验结果证明本文算法可以良好的运行在DSP平台之上。 5)太阳能电池翼振动的摄影测量方案相对于传统的传感器测量方案具有较大的优势。本文设计了一套摄影测量方案,同时为了提高测量精度,本文又采用光束平差的数据处理方法,对可能发生变化的相机外参数进行修正。数值仿真结果证明光束平差的数据处理方法相对于线性解算具有较高的精度。 本文链接: