目标自动跟踪智能球形摄像机的研究

摘要

该文分六章：第一章对球形摄像机、运动目标检测和自动跟踪等技术的发展概况进行了全面综述;对监控系统的组成,各部分的功能作了简单的介绍;分析球形摄像机产生的原因和应用在图像监控系统中的优势;阐述目标自动跟踪智能球形摄像机所涉及的两项关键技术：步进电机运动的平稳控制和运动目标检测与实时跟踪.第二章介绍一体化球形摄像机结构设计,研究步进电机的振动产生机理,并提出步进电机恒转矩平稳控制策略和实现算法,实验结果和理论推导结果十分接近,最后对步进电机起动制动作了详细研究.第三章在对常用的运动目标检测原理和实现算法的研究分析基础上,创造性提出了综合利用图像空间变换和模拟匹配的基于图像配准差分运动目标检测法,并获得成功的应用.第四章研究基于最优小波变换的边缘检测理论及其实现.分析Mallat提出的评价边缘检测函数优劣的三个判别函数,利用这三个判别函数列出最优化方程,推导出边缘检测最优小波,最后创造性提出局部最大值单像素边缘搜索法,提取出单像素宽度边缘图像,图像效果达到了满意的效果.第五章利用前一章运算得到的边缘图像,选取出适当的匹配模板,综合利用坐标空间变换和模板匹配法配准图像,检测出运动目标.在运动目标跟踪过程中,提出了运动速度短时不变性的假设,提出自动跟踪控制速度模型,获得了良好的控制性能.第六章总结全文并说明一些有待进一步研究的内容,最后对一体化球形摄像机的发展趋势进行了分析和预测.

目录

文摘

英文文摘

第一章概述

1.1课题意义

1.2.球形摄像机及其运动目标自动跟踪技术发展概况

1.2.1球形摄像机的产生及其现状

1.2.2运动目标自动跟踪技术发展概述

1.3.目标自动跟踪智能球形摄像机的关键技术

1.4.主要工作内容

第二章球形摄像机的总体设计和驱动控制

2.1自动跟踪智能球形摄像机的总体设计和跟踪原理

2.2步进电机控制技术研究

2.2.1步进电机及其控制原理

2.2.2步进电机数学模型研究

2.2.3步进电机振动机理分析及细分驱动算法研究

2.3步进电机平稳启动和停止

第三章基于图像配准的运动目标检测原理和算法研究

3.1.图像运动分析介绍

3.2.几种常用运动目标检测算法

3.3.基于背景配准运动目标检测算法介绍

第四章基于最优小波变换的边缘检测理论及其实现

4.1.小波变换的基础理论简介

4.1.1连续小波变换的定义

4.1.2小波变换的频域性质

4.1.3连续小波变换(CWT)与短时傅立叶变换(STFT)的比较

4.2.最优化边缘检测小波标准

4.3.最优小波推导

4.4.最优化小波用于图像边缘检测

4.4.1.图像小波变换

4.4.2.边缘提取

附录： ∫0∞ ψ(x)，∫0∞ψ 2(x)，∫0∞ ψ2(x)，∫0∞ ψ 2(x)，ψ'(0)|推导过程及结果：

第五章运动目标检测和跟踪的实现

5.1运动目标位置确定

5.1.1模板选取

5.1.2模板变换与匹配

5.1.3图像配准及目标位置确定

5.2运动目标跟踪算法研究

5.2.1运动目标速度模型

5.3自动跟踪球形摄像机的应用场合

第六章全文总结和展望

参考文献

附录：

致谢