航拍图像中指定目标的锁定与跟踪技术研究

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1、中图分类号：TP391论文编号：102870413-S096学科分类号：081002硕士学位论文航拍图像中指定目标的锁定与跟踪技术研究研究生姓名于映雪学科、专业信号与信息处理研究方向图像处理与计算机视觉指导教师黎宁副教授南京航空航天大学研究生院电子信息工程学院二О一二年十二月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofElectronicandInformationEngineeringResear

2、chonDefinedTargetLockingandTrackinginAerialImagesAThesisinSignalandInformationProcessingbyYuYingXueAdvisedbyAssociateProf.LiNingSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringDecember,2012承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研

3、究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要航空拍摄条件下对目标进行锁定跟踪是精确打击目标的主要处理手段，对我国国防事业的发展具有重要的意义。在复杂

4、的航拍视频图像中，摄像机与目标同时发生运动，形成动态背景，无法对目标的实际运动状态进行有效的检测。另外，航拍图像具有拍摄范围广、数据量大、目标小的特点，图像质量还容易受到光照、云层和噪声的干扰，因此，对于航拍图像中目标锁定与跟踪技术的研究非常有挑战性。针对航拍图像的特点，本文主要进行了如下工作：首先研究了背景运动估计与补偿技术。针对航拍视频图像中存在背景运动的特点，在改进MIC算法的基础上，提出了一种基于均匀特征匹配的背景运动估计算法，有效地完成了特征匹配，结合鲁棒的RANSAC算法，快速有效地

5、完成了运动背景的补偿。在背景补偿的基础上，由有效的帧差法检测运动信息，并利用形态学滤波技术进一步去除噪声和伪目标的干扰，完成了对地面运动目标的准确检测，为实现目标的锁定跟踪打下基础。为保证对航拍图像中目标的实时跟踪，研究了实时性较好的均值漂移算法，并针对航拍图像的复杂性，改进了基于均值漂移算法的目标跟踪技术，对目标模型采取了优化策略，并加入了对目标模型的更新，提高了航拍图像中特定目标锁定跟踪性能。该方法的实时性和可靠性在实验仿真中得到了验证。针对航拍图像目标跟踪中的遮挡问题，研究并改进了粒子滤波

6、目标跟踪技术。结合HIS空间核直方图对目标进行建模，并采用重采样技术解决粒子权值退化现象，提高了基于粒子滤波算法的有效性，最后将粒子滤波算法扩展到多目标的跟踪中。实验结果表明，改进的粒子滤波算法能有效地处理遮挡问题，准确地跟踪地面指定目标。最后，对两种跟踪算法的性能进行了比较和分析，并对如何提高航拍图像中指定目标的锁定跟踪的性能做出了展望。关键词：图像处理，航拍图像处理，背景补偿，目标检测，目标跟踪，粒子滤波，均值漂移算法I航拍图像中指定目标的锁定与跟踪技术研究AbstractUnderthec

7、onditionofaerialshot,targetlockingandtrackingisthemainprocessingmethodofprecisionstrikes,andhasthevitalsignificancetoournationaldefensedevelopment.Incomplexaerialimages,thebackgroundismovingbetweenmovingtargetandimagebackgroundbecauseofthemo-tionofca

8、meraplatform.Sothetargetlockingandtrackinginaerialimageshasbeengettingmorecomplex.Themaincontentsofthisdissertationareasfollows:First,theresearchonbackgroundmotioncompensationisdeeplydiscussed.Forthecharacteris-ticofbackgroundmovementinaerialimageseq