基于改进视觉背景提取的运动目标检测算法

针对视觉背景提取算法(ViBe)中出现的鬼影问题、不能很好适应背景高频扰动和摄像机抖动问题以及由于采用空间邻域扩散机制引起背景更新错误问题,提出一种改进的视觉背景提取算法。该算法结合视觉显著性判断背景模型中存在的鬼影目标,通过判断背景模型中每个像素点的鬼影程度,结合模糊准则自适应改变时间子采样因子,加快消除鬼影的速度;通过建立一个闪烁程度矩阵,判断背景高频扰动程度来设置自适应匹配阈值,加入小目标丢弃和空洞填充策略;统计前景像素24邻域区域的像素点个数,判断前景像素点是否为摄像机抖动或者背景更新错误引起的噪点,提高算法的稳健性。结果表明,改进后的算法可以很好地弥补经典ViBe算法的不足,准确率与识别率等指标均大大提升。     

融合ViBe与帧差法的交叉路口多车辆检测方法

前景检测的精确程度是交叉路口车辆检测的重要因素,传统的基于背景建模的前景检测方法存在拖影现象,并且通常难以分辨出无牌车辆,针对上述问题,提出一种融合ViBe与帧差法的前景检测算法,并在此基础上结合车牌检测算法来检测场景当中的车辆。首先,结合帧差法和ViBe算法对背景像素点的判定结果,采用不同更新因子更新背景模型,其次,使用一种多条件过滤车牌检测算法定位运动区域当中车牌,最后,以检测到的车牌中心为锚点,定位出最终车牌区域。实验结果表明,该前景检测算法可有效应对交叉路口场景下的前景检测的拖影现象,同时车辆检测算法可以准确检测出进入场景时的车辆,并分辨出无牌车辆。     

基于改进Census变换的多特征背景建模算法

针对视频图像易受噪声干扰和背景变化复杂的特点,改进传统Census变换特征值对中心像素的依赖问题,建立Census模板以保持Census变换对光线变化的稳健性。将改进后的Census变换特征值、图像像素值、更新频数、最近更新时间和动态指数等多种特征融合,建立了一种新的背景建模算法。利用帧间亮度差,自适应选择融合多种特征更新背景模型,依据动态指数衡量背景变化复杂程度,建立不同的更新规则,提升模型对光线突变和复杂场景处理的稳定性。经测试多组标准视频序列,本算法检测精度优于其他算法,有效改善了光线突变对前景目标提取的影响,提高了对光线突变和复杂场景的稳健性,减少了运动目标的孔洞和像素漂移产生的假前景。     

自适应特征融合和模型更新的相关滤波跟踪

针对复杂场景下单个特征的稳健性差,以及目标存在背景干扰和目标遮挡时跟踪失败的问题,提出一种基于自适应特征融合和模型更新的相关滤波跟踪算法。该算法在核相关滤波的基础上,通过对不同特征的响应图采用平均峰值-相关能量的方法进行加权求和,实现了响应图层面的自适应特征融合。根据响应图的峰值特性计算自适应权重,以其作为置信度确定模型的更新率,进而设计自适应模型更新方法。实验结果表明,该算法能够很好地适应背景干扰、目标遮挡、旋转运动等复杂场景,与近年来优秀的相关滤波跟踪算法相比,所提算法的平均距离精度比其中最优的算法提高了2.64%,平均重叠精度提高了1.54%。     

基于Voronoi图和动态自适应蚁群算法的UAV航迹规划

以UAV航迹规划为应用背景,提出了一种基于Voronoi图和动态自适应蚁群算法的航迹规划方法;为了提高航迹规划问题最优解的质量及全局求解能力,克服传统蚁群算法收敛速度慢、容易陷入局部最优等缺点,提出了一种动态自适应蚁群算法;采用动态自适应航迹点选择策略并将信息素更新规则和挥发系数进行动态自适应调整变化来对蚁群算法进行了改进,提高了算法的求解效率;根据战场已知威胁源生成Voronoi加权图,并与所提的动态自适应蚁群算法相结合求解规划空间中的最优航迹;考虑到UAV的物理约束限制,对生成的可行航迹进行平滑优化;仿真结果表明,该方法能够为UAV规划出一条满足要求的可飞航迹,验证了所提方法在解决航迹规划问题时是可行、有效的;     

基于随机聚类的复杂背景建模与前景检测算法

为了构建鲁棒的背景模型和提高前景目标检测的准确性, 综合考虑同一位置的像素点在时间上的关联性和与其相邻像素的空间关联性, 基于经典的ViBe算法中的随机聚类思想提出了一种复杂背景建模和前景检测方法. 利用样本一致性原理, 采用前n帧序列图像得到初始化背景, 避免了Ghost现象的发生; 根据实际复杂背景的动态反馈获取自适应聚类阈值和自适应更新阈值进行随机聚类, 从而实现了对动态背景的适应性; 通过全局扰动阈值和局部像素级判断阈值的结合, 实现了对光照缓慢变化、快速变化以及突然变化的免疫性, 准确地分割前景目标. 对多组数据集的测试结果表明, 本文算法较大地提高了背景模型对动态背景、光照变化及相机抖动的复杂背景的适应性和鲁棒性. 算法还能很好地适用于红外图像检测运动目标的场合, 扩展了本算法的应用范围. 在没有进行任何图像预处理和形态学后处理情况下, 得到的原始前景检测精度优于其他对比算法.     

基于三帧差分和滑动平均背景的运动目标检测

针对传统三帧差分法在前景提取中容易出现“空洞”现象,对传统三帧差分法作改进,采用逻辑“或”代替原来的逻辑“与”,但同时产生了运动目标被拉长,轮廓模糊等问题。为了有效解决该问题,将滑动平均法和改进的三帧差分相结合,然而滑动平均法初始阶段更新背景较慢,因此二者有效结合的关键是对滑动平均法作改进,提出一种自适应更新滑动平均系数加速背景更新的方法。最后将改进三帧差分提取的前景和改进滑动平均法提取的前景进行逻辑“与”运算得到综合前景图像。实验结果表明该算法在完整性,准确性以及实时性方面能满足实际要求。     

基于引导滤波和分块自适应阈值的单帧红外弱小目标检测

为了在有效地检测复杂场景下红外弱小目标的同时保持较低虚警率,在满足算法实现实时性的前提下,提出一种基于引导滤波和分块自适应阈值的单帧红外弱小目标检测。首先,为缓解边缘杂波干扰,采用具有保边特性的引导滤波对图像进行背景估计;然后,利用弱小目标具备的局部灰度最大特性,提出基于软阈值非极大值抑制的九宫格滤波计算目标的概率。通过加权的方式进一步剔除背景,抑制结果中不满足目标特性的区域;最后,针对复杂场景目标检测虚警率和漏检率高的问题,提出一种分块自适应阈值分割方法提取候选目标。实验结果表明,在公开数据集上与Top-Hat、LCM和Max-Median等经典方法相比,所提方法性能优于其他方法,恒虚警下不同复杂度场景的召回率分别达到87.97%、84.93%和86.22%,可有效抑制背景,增强目标信号,提高红外弱小目标检测的召回率,且具有更好的场景鲁棒性。     

基于自适应滤波的红外焦平面阵列非均匀性校正算法

 红外探测器响应漂移特性会降低红外焦平面阵列（IRFPA）非均匀性校正的精度。针对该问题提出了一种基于场景的IRFPA非均匀性校正算法。该算法利用所获得的序列成像场景信息,采用一种基于快速自适应滤波器的最优化递归估计方法来获得非均匀性校正参数,并利用当前的成像信息来更新校正参数,以此降低探测器响应漂移特性对非均匀性校正的影响。算法仿真实验显示,对非线性参数为26.12%的同一图像,使用该算法、两点校正算法和卡尔曼滤波校正算法校正1 h后,可分别将非线性参数降至1.856%,3.122%和1.893%,说明该算法可获得稳定而较好的非均匀性校正效果。     

高速电视下基于自适应阈值的实时图像跟踪

介绍了在高速电视下,自适应阈值的提取及其对自动目标跟踪的重要性;提出了三种基于自适应阈值的目标跟踪算法——形心跟踪法、相关跟踪法和综合跟踪法,实现了对复杂背景下形状、加速度易发生无规则变化的高速运动目标进行跟踪.实测结果表明：这几种跟踪方法具有稳定、有效、适应性强等优点,对高速目标跟踪系统的设计与实现有较高的参考价值.     

复杂背景下实时运动目标的提取

提出了一种结合帧间减法与背景自适应更新的算法,结合高速图像处理平台,以满足实时运动目标的提取。着眼于算法的高速性并提出一种足够快的方法用于弹道测量系统。用高斯分布建立每个像素的灰度模型,这个分布用来区分前景和背景像素以便用来更新背景模型。实验表明该系统可以满足靶场弹道测量任务实时性的要求,传统大量占用系统资源的算法在该系统中得到改善,大大提高了系统的实时性。     

基于特征自适应选择的金字塔均值漂移跟踪方法

针对均值漂移跟踪算法框架不足以对目标帧间运动过大及快速尺度变化进行有效地处理,且单个图像特征对环境适应性较差.提出了一种特征自适应选择方法,通过分析目标与背景的特征区分度来选择出最有效的特征.将金字塔自适应分解和均值漂移跟踪结合,提出了金字塔均值漂移跟踪方法.采用背景加权直方图描述目标模板模型,核函数加权直方图描述候选...     

Logistic型混合自适应分数阶达尔文粒子群优化算法

针对分数阶达尔文微粒群优化(FDPSO)算法收敛速度慢,收敛精度不高的问题,改进其算法中分数阶速度更新策略,同时引入Logistic型混合分数阶自适应动态调整策略,得到一种改进的自适应分数阶达尔文粒子群优化(LFDPSO)算法,通过理论分析,证明了该算法在给定条件下的收敛性,并由数值实验表明,Logistic型混合自适应分数阶达尔文粒子群(LFDPSO)算法在收敛精度和收敛速度上得到了有效改善与提高,粒子在局部最优时的逃逸能力、全局寻优及智能搜索能力显著增强。     

靶场外弹道数据处理中的实时野值剔除算法

针对靶场外弹道数据处理过程中数据实时预处理的需要,在对最小二乘估计野值剔除算法分析的基础上,提出一种计算量小,满足实时性要求,且对雷达、光电经纬仪等大型测试设备数据预处理具有通用性的自适应野值剔除算法。该算法把连续5个实测数据的标准差的3倍作为阈值,以此判定下一个数据点是否为野值,最终完成整个弹道的实时野值剔除。通过Matlab仿真验证及实测数据分析表明,该算法对孤立野值点的剔除率可以达到100%,适用于靶场外弹道数据的实时预处理。     

一种混响背景下的自适应动目标检测方法

本文提出了一种混响和噪声干扰下动目标检测的自适应方法,其结构为自适应混响抵消器（ARC）加推广的自适应相干累积器（GACI）。用自适应混响抵消实现干扰背景的预白化,用推广的自适应相干累积实现匹配滤波的功能。该方法不需要混响干扰的先验知识,也不需要知道信号参量,就可以实现混响干扰背景下动目标的检测。仿真和试验表明,其具有良好的动目标检测性能,且具有很好的海洋信道适应能力。     

采用骨导语音自适应的语句分割方法*

为了解决含噪语句分割问题,也为了解决某些低信噪比环境下传统气导语句分割算法分割效果差、分割准确度低且算法自适应性弱等问题,提出一种基于骨导语音自适应的分段双门限语音分割方法。将骨导语音和气导语音同步采集,获取抗噪性能更好的骨导语音,然后在融合过零率与短时能量中引入随机动态阈值的自适应方法进行端点检测,最后利用分段双门限和语音聚类等手段实现语音分割,提高语音分割算法的鲁棒性。通过实验验证了所提算法的有效性和可行性,同时与其他语音分割算法进行了对比,证明该文所提分割算法精度更高,效果更好。     

基于改进巴氏指标和模型更新的视觉跟踪算法

传统的Mean Shift算法采用巴氏系数度量模型与候选模型之间的统计特征相似性,但是由于背景特征的影响,有时应用巴氏指标进行匹配得到最优解的位置并不一定是目标的实际位置,在跟踪过程中可能导致目标定位出现偏差。该文提出一种改进的巴氏系数相似度指标,指标由于引入了前景/背景置信值,能够有效抑制待匹配区域中背景特征的影响,突出目标特征的权重,与原始的巴氏指标相比,明显提高了目标匹配的准确性。基于改进的巴氏指标,对目标与背景区域双模型相似度系数进行综合分析,合理地判断干扰目标匹配的原因,从而采取相应的模型更新策略。采用4段具有挑战性的视频序列对5种跟踪算法进行了测试,通过定量实验分析可知,文中算法处理1帧视频所需的平均时间为75.76 ms,实时性仅次于原始的Mean Shift跟踪算法,同时跟踪误差在5种跟踪算法中取得了最优结果。实验结果表明,该算法能够有效抑制背景干扰和避免模型漂移,在不同的复杂场景下都具有一定的鲁棒性。     

基于改进MCA的干涉高光谱图像分解

干涉高光谱图像特殊的成像原理,使其帧内存在着大幅值且位置固定的干涉条纹,而帧间存在着水平移位的背景图像,这种特点会严重的破坏原始图像的固有结构,从而导致新兴的压缩感知理论与传统压缩算法的直接应用无法得到理想的效果。由于干涉条纹信息与背景图像信息的特征不同,能够对干涉条纹与背景图像进行稀疏表示的正交基也是不同的。基于这种思想,使用MCA(morphological component analysis)算法对干涉高光谱图像中干涉条纹信息与背景图像信息进行分离处理。由于干涉高光谱图像数据量庞大,传统的MCA算法对干涉高光谱数据的图像分解,迭代收敛速度慢,运算效率较低,故而针对干涉高光谱数据特点对传统MCA算法进行改进,改变其迭代收敛条件,当分离后的图像信号与原始图像信号的误差已经基本保持不变时,即终止迭代;并根据对应正交基能且仅能稀疏表示对应信号的思想,对阈值采用自适应的方式进行更新,在新的阈值更新模式中,图像信号在不同正交基下的映射系数被计算与比较。大量实验结果表明,对于LASIS数据与LAMIS数据,MCA算法都能够较完美的将干涉高光谱图像分解,改进的MCA算法更能在保持完美分解输出结果的同时,相对于传统MCA方法显著的减小迭代次数,更快的达到迭代收敛条件,从而有效的提高了算法的运算效率与实时性需求,也为新兴的压缩感知理论在干涉高光谱图像中的进一步应用提供了一种很好的解决方案。     

复杂背景灰度图像下的多特征融合运动目标跟踪

为解决低对比度、低信噪比、目标旋转、缩放等非理想状态给跟踪算法的研究带来的诸多困难,本文提出灰度图像多特征融合目标跟踪算法,保证在满足工程实践需要的条件下,能够对目标进行稳定的跟踪。算法首先对灰度图像利用Sobel算子求出梯度特征,将X、Y双方向的梯度特征与灰度特征相融合得到新特征,新特征在核密度函数下对低对比度,目标轮廓形状变化较大的情况有较高的适应性和稳定性,再利用背景建模的方法对提取的运动目标区域进行加权,降低非跟踪目标的权值,最后对融合后的加权特征目标利用改进MeanShift算法进行跟踪。通过大量的实验表明,该算法适应目标和背景的复杂变化,并且具有较强的鲁棒性,基本满足在复杂背景灰度图像下目标跟踪的工程实际需求。