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基于稀疏表示的立体匹配算法和红外目标的检测与跟踪

作　者: 王一叶
导　师: 于慧敏
学　校: 浙江大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: 红外目标检测与跟踪 双目立体视觉 亚像素级立体匹配 稀疏表示
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


随着数字成像技术的不断发展,如何高效率地分解、表示、提取图像信息成了计算机视觉中的研究热点。计算机视觉综合了图像处理、心理物理学、认知科学、神经生理学等多学科知识,通过二维图像认知三维环境。本文重点针对红外双目雷达系统的研究内容,主要分为两大部分内容：野外复杂背景下的红外多目标检测与跟踪算法和基于稀疏表示的立体匹配算法。第一章：阐述了本课题的研究背景和意义,介绍了稀疏信号表示的国内外研究现状,并分析现有算法的一些问题所在。第二章：介绍了红外目标检测与跟踪的常用方法,包括红外图像预处理、红外目标检测与跟踪等。第三章：提出了一种野外复杂背景下的红外多目标检测与跟踪算法,包括红外背景的快速提取和更新方法,区域生长的种子选取方法及优化方法。第四章：论述了立体视觉技术和一些相关理论,主要包括双目立体视觉的基本原理,摄像机的标定方法等。第五章：提出一种基于稀疏表示的亚像素级立体匹配算法,包括从二维图像提取一维信号,建立过完备原子库,数字分数延时技术的基本原理,一维信号的稀疏分解、亚像素视差的求取及立体测距等。第六章：总结本文的研究工作,对未来的后续研究进行了展望。

全文目录


致谢  4-5
摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章 绪论  10-14
  1.1 引言  10
  1.2 研究背景与意义  10-11
  1.3 稀疏信号表示的研究现状  11-12
  1.4 本论文主要工作及全文结构  12-14
第二章 红外目标检测与跟踪方法  14-23
  2.1 引言  14
  2.2 红外图像的预处理  14-17
    2.2.1 空域高通滤波  15
    2.2.2 最大中值滤波  15-16
    2.2.3 单一结构形态学运算  16
    2.2.4 多结构元素形态学运算  16-17
  2.3 红外目标检测  17-21
    2.3.1 基于背景抑制的红外目标检测  17-18
    2.3.2 基于帧间差分的红外目标检测  18-21
  2.4 红外目标跟踪  21-22
    2.4.1 先检测后跟踪目标检测算法  21
    2.4.2 先跟踪后检测目标检测算法  21-22
  2.5 本章小结  22-23
第三章 野外复杂背景下的红外多目标检测与跟踪算法  23-38
  3.1 引言  23-24
  3.2 背景提取  24-30
    3.2.1 图像预处理  24-27
    3.2.2 背景快速提取  27-29
    3.2.3 背景更新  29-30
  3.3 红外多目标检测与跟踪  30-34
    3.3.1 区域生长算法  30-32
    3.3.2 种子选取  32
    3.3.3 算法优化  32-34
  3.4 实验结果  34-37
  3.5 本章小结  37-38
第四章 立体匹配技术及相关理论  38-49
  4.1 引言  38
  4.2 双目立体视觉原理  38-42
    4.2.1 平视双目立体测距原理  38-40
    4.2.2 双目立体数学模型  40-42
  4.3 摄像机标定  42-48
    4.3.1 摄像机模型  42-43
    4.3.2 常用摄像机标定方法  43-46
    4.3.3 标定两摄像机光轴平行等高  46-48
  4.4 本章小节  48-49
第五章 基于稀疏表示的亚像素级立体匹配算法  49-64
  5.1 引言  49-50
  5.2 常用的信号稀疏表示理论  50-52
    5.2.1 脊波(Ridgelet)变换理论  50-51
    5.2.2 曲线波(Curvelet)变换理论  51-52
  5.3 基于稀疏分解的亚像素级立体测距  52-58
    5.3.1 数字分数延时器原理  53-55
    5.3.2 一维信号的抽取  55
    5.3.3 过完备原子库的建立  55-56
    5.3.4 基于MP算法的稀疏分解  56-57
    5.3.5 视差求取以及深度信息计算  57-58
  5.4 实验结果  58-63
  5.5 本章小结  63-64
第六章 总结与展望  64-66
  6.1 本文工作总结  64
  6.2 未来工作展望  64-66
参考文献  66-69
攻读学位期间的研究成果  69

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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