运动估计

摘要： 针对机器人抓取非匀速运动物体过程中需要估计目标运动参数的问题,提出一种基于前馈径向基网络的物体运动参数估计方法.该方法首先采用核相关滤波算法实时跟踪目标位置,建立目标的运动模型;然后,通过径向基网络预测目标的运动参数,动态调整卡尔曼滤波运动估计方程的采样时间,大幅降低了计算耗时,同时提高了机器人对运动参数估计的准确性;最后,利用UR5机器人开展了抓取平面自由运动物体的实验.结果表明,与前馈感知机网络相比,所提出方法将抓取所需的时间缩短了20%,能较好地解决机器人抓取物体过程中,由于物体运动或方向变化造成的抓取失败问题.

摘要： 针对相机在未知环境中定位及其周围环境地图重建的问题,本文基于拉普拉斯分布提出了一种快速精确的双目视觉里程计算法.在使用光流构建数据关联时结合使用三个策略:平滑的运动约束、环形匹配以及视差一致性检测来剔除错误的关联以提高数据关联的精确性,并在此基础上筛选稳定的特征点.本文单独估计相机的旋转与平移.假设相机旋转、三维空间点以及相机平移的误差都服从拉普拉斯分布,在此假设下优化得到最优的相机位姿估计与三维空间点位置.在KITTI和New Tsukuba数据集上的实验结果表明,本文算法能快速精确地估计相机位姿与三维空间点的位置.

摘要： 针对无人机(UAV)视觉定位过程中传统特征提取与匹配算法匹配质量不佳的问题,提出了一种基于输电杆塔区域提取的图像匹配算法。首先,将图像划分为若干相互重叠的网格区域,并对每个区域采用双层金字塔结构提取特征点,从而保证特征点的均匀分布;其次,使用直线分割检测(LSD)算法提取图像中的直线,从而利用输电杆塔的特殊结构得到输电杆塔的支撑区域;最后,在连续图像中对输电杆塔区域与背景区域内的特征点分别进行匹配,以进一步估计相机运动。在旋转和平移估计实验中,与传统的ORB特征提取与匹配算法相比,所提算法的特征匹配准确率提升了10.1个百分点,相对位姿误差的均值降低了0.049;在UAV巡检实验中,采用所提算法进行UAV轨迹估计的相对误差为2.89%,表明该算法可在实时绕塔飞行过程中实现对UAV位姿的鲁棒、精确估计。

摘要： 车载视频具有背景运动复杂及光照不均匀等特点,造成现有的电子稳像算法在对车载视频进行实时电子稳像处理时,存在图像特征点提取困难,表现出较差的稳像鲁棒性及稳像实时性。针对上述问题,提出一种结合特征点匹配与仿射变换的电子稳像算法,即先通过分区的特征点提取策略,结合优化后的RANSAC算法,提取出正确的匹配点对,再利用异加权值的运动估计方法及仿射变换模型估计运动参数,并采用卡尔曼滤波器对估计的运动参数进行平滑处理,最后用平滑后的运动参数对待处理视频帧序列进行图像补偿,得到稳定的视频帧序列。实验结果表明,该算法在实时电子稳像上有良好的效果,相比原始视频,稳像后视频的PSNR值约提升32.77%,SSIM值约提升57.83%。

摘要： 火焰检测作为火灾事件自动识别的关键技术,其检测的准确性对于火灾的事先预防和快速响应尤为重要。然而,现有方法不能有效地利用火焰的综合属性给出令人满意的检测结果。本文设计了一种基于多属性的火焰检测算法,融合火焰的颜色和运动属性,提高了复杂监控视频中的火焰检测准确率。为了利用火焰的瞬时运动特性,设计了一个基于深度运动特征的运动熵描述符表示火焰的运动属性。最后,构建了一个火灾检测视频数据集,包含371个有火和无火视频片段,其中的负样本非常具有挑战性。实验结果表明,本文方法得到了良好的火焰检测性能,检测准确度达91.18%,误报率仅为8.53%。

摘要： 针对检测平台振动导致隧道衬砌裂缝图像识别准确率低、检测数据可靠性差的问题,提出基于图像补偿的隧道衬砌裂缝检测方法.开发车载式隧道衬砌裂缝检测系统,提出图像帧间自适应运动估计的方法.对采用环境光增强处理得到的图像进行基于特征点匹配的自适应运动估计,建立图像帧间的运动关系,用卡尔曼滤波算法对运动参数进行滤波,去除采集平台的无规则振动,经过双三次插值实现图像补偿.提出基于自适应分块综合滤波和形态学方法的衬砌图像裂缝分割方法,有效地完成裂缝提取和裂缝参数计算.实验结果表明,利用提出的方法能够较好地补偿采集平台的振动误差,准确地提取裂缝信息,实现隧道衬砌裂缝的高精度检测.

摘要： 为进一步提高结构表面裂缝测量的灵活性与便捷性,提出了一种基于运动式单摄像机双目立体视觉(binocular stereo vision,BSV)的测量方法。首先,在已知摄像机精确内参的情况下,分别从两个视角采集裂缝的图像;然后,根据所采集到的图像对摄像机进行运动估计,从而求解摄像机前后两个位置的运动参数;进一步地,基于Canny算法进行裂缝的边缘检测;最后,根据摄像机内参数、运动参数以及裂缝图像边缘信息,构建裂缝测量的立体视觉模型。测量试验结果表明:在2 m的测量距以内,对裂缝的相对测量误差不超过5%,可有效验证所提出的测量方法的测量精度。

摘要： 针对VINS-Mono在室内移动机器人场景中定位精度发散较快的问题,在原系统中融合了轮式里程计的数据,提出了基于VINS-Mono的室内移动机器人定位系统。系统对轮式里程计和陀螺仪数据积分,提供精确运动约束;结合预积分和运动恢复结构(SFM)的运算结果,用松耦合方法计算单目尺度和陀螺仪偏差;用非线性最小二乘优化算法融合预积分数据和相机数据,获得机器人位姿、特征点深度及陀螺仪偏差的最优估计。在公开数据集上进行仿真实验,结果表明:改进后的系统定位精度优于原系统。

摘要： 为提高越野环境中目标检测和跟踪的准确率和效率,提出一种基于人机交互的免锚检测和跟踪系统。该系统由检测系统、指挥系统和目标跟踪系统组成。检测系统,在基于点的点云特征提取框架的基础上,设计一种免锚的目标检测网络结构;指挥系统通过相机实时获取环境态势信息,人机交互地在检测网络输出的目标序列中选择跟踪目标;跟踪系统利用检测网络输出的目标序列的外观模型和指挥系统下发的跟踪目标外观模型进行匹配来确定跟踪目标,再基于卡尔曼滤波算法进行目标运动估计。基于越野场景的实车数据进行了验证。验证结果表明:基于人机交互的免锚检测和跟踪算法在不增加算法时间的同时实现了超91%的准确率,能够满足无人驾驶车辆在越野场景的使用要求。

摘要： 传统视频压缩编码方法被广泛使用,为了进一步提高压缩性能,基于深度学习的视频压缩编码方法的研究日益受到关注。现有深度学习的视频压缩编码方法基于光流实现运动补偿,在光流对齐过程中会产生伪影现象,降低了预测的准确性。文中提出了深层特征域的运动估计思路,设计了相应的神经网络在深层特征域提取运动信息。在此基础上,提出了多层多假设预测的运动补偿网络,通过在深层特征域、浅层特征域以及像素域3个层次使用多假设预测模块,提升运动补偿的准确性,提高整体的率失真性能。仿真结果表明,文中算法帧间预测结果减缓了伪影现象,视觉效果明显优于光流对齐。同时,文中算法与传统H.264、H.265方法和基于深度学习的单帧参考方法DVC、DVCpro相比,在高比特率和低比特率的情况下均取得了较好的率失真性能。与研究前沿的DCVC方法相比,在率失真性能相近的同时,文中算法减少了约26.8%的编码时间。以H.264编码结果为基准,于相同比特率条件下,文中算法在HEVC测试序列ClassB、ClassD、ClassE上的解码质量分别提升3.73、4.76、2.65 dB。由仿真实验结果可知,文中算法对视频序列进行压缩编码时,提高了运动补偿预测帧的准确度,降低了预测误差,缩短了残差信号压缩编码码流,提升了整体的率失真性能。

摘要： 基于语音信号的发音器官运动估计,是根据说话人语音推断发音器官运动过程的技术,在语言学、医学、影视动画学等领域有广阔应用前景.本文主要对基于单元选择模型和回归模型实现该技术的方法进行介绍.单元选择模型法部分阐述了码本库建设、语音单元切分、选择算法设计、拼接合成算法等方面的研究现状.回归模型法部分阐述了此类问题中隐马尔科夫模型、高斯混合模型、人工神经网络等回归算法的研究现状.最后,文章进行了总结和展望.

摘要： 本文通过深入分析快速运动估计算法中的关键技术问题,借鉴一些快速运动估计搜索算法的优点,从搜索模式和加速策略方面作改进,结合H.264编码特点,提出了一种基于UMHS的混合快速运动估计算法,在保证视频质量没降低前提下,明显降低了运动估计时间及整个编码时间,从而提高了编码系统的搜索效率.

摘要： 智慧城市是当前研究的热点,平安城市建设中获取的海量视频数据为智慧城市提供决策信息来源,但是目前对这些视频数据挖掘还远远不够,在提高视频的图像质量方面还有很多工作要做.本文以此需求为契机,通过分析视频图像的成像机理和工作特点,针对图像中的兴趣点进行决状分割,提出一种BTM-MEM的运动估计方法,通过软件的方法从若干幅连续视频图像序列中重建一幅高分辨率的图像.同时结合公安刑事侦查案件等特殊领域的应用,利用其所具有的丰富数据来源和场景回现的先天优势,采用本文所提出的方法进行视频图像的超分辨率重建处理.通过实验证明,这种方法无论是从主观上还是从客观上,都较传统的方法有明显改善和提高,并可以达到实用的目的.

摘要： 为解决卫星信号易受干扰或欺骗等造成无人飞行器导航信息可靠性低的问题,提出了一种基于图像序列的无人飞行器自主导航运动估计方法以及基于状态连续的异常点快速剔除算法.该方法首先利用KLT(Kanade_Lucas_Tomasi)算子实现航拍图像特征点的检测和跟踪,然后利用两视图间特征点共面约束原理实现对无人飞行器运动参数的初始估计,进而建立无人飞行器运动状态一阶随机游走模型,采用共面约束下的IEKF(Implicit Extended Kalman Filter)算法实现对无人飞行器运动的精确估计.实验结果证明该方法能够稳定可靠地估计出飞行器的运动信息.

摘要： H．264／AVC是由ITU-T／ISO／IEC联合视频组(JVT)提出的性能卓越的视频压缩标准。运动估计是视频压缩中最重要的环节。目前H．264已正式采纳“非对称十字型多层次六边形格点搜索”(UMHexagons)算法作为整像素的快速运动估计算法。该算法的运算量相对于快速全搜索算法(FFS)可节约90％以上，同时能保持较好的率失真性能。本文对UMHexagons算法进行了介绍和分析，针对算法第三步(多层次六边形搜索)存在的问题，提出了一种基于十二边形搜索模板的改进算法，并利用运动估计代价的相关性来设置阈值达到提前结束搜索的目的。在JM10.1测试模型上进行了算法验证。结果表明，在保证编码性能的同时，可以减少运动估计时间10％左右。

摘要： 灰度投影算法检测图像序列的帧间运动矢量,具有稳定性好、容易实现等优点.但以往使用全局搜索算法寻找最佳匹配点,运算量大、耗时长,且匹配精度只能达到像素级别.提出了一种子像素精度的快速灰度投影电子稳像算法.在WINDOWS环境下通过Matlab编程实现，实验中分别用传统的灰度投影全局搜索算法和改进的快速搜索算法对仅有平移运动的2个视频图像进行比较，以峰值信噪比(PSNR)大小来评价算法的精度，以运算量和运算时间来评价算法执行的效率。实验证明,此方法具有可靠性好、精度高和速度快等优点,可有效完成视频图像的运动估计.

摘要： 提出一种基于双目立体视觉的自主定位方法,经过立体视觉左、右图像区域匹配恢复环境3D信息,通过跟踪图像特征点实现运动估计,解算出4个自由度的运动.图像特征提取对比了Harris角点特征和SIFT特征各自的优缺点,考虑到实时性问题,最终采用了Harris角点特征.特征跟踪算法基于Lucas-Kanade光流跟踪得到特征点前后帧中的坐标变化,通过旋动定理对其进行运动估计,实时解算出4自由度的位置和航向角运动.实验表明,本算法定位精度及实时性均能满足要求.

摘要： CamShift算法是一种利用颜色信息对移动目标进行跟踪的算法,当目标快速运动或者受到遮挡干扰时容易导致跟踪失败.针对此问题,文中提出了一种改进的CamShift目标跟踪算法,通过结合削弱背景中含有的目标颜色直方图信息和进行移动目标的运动估计,从而在存在干扰目标或目标部分被遮挡的情况下,仍能实现有效跟踪.实验结果表明,该方法能够对移动目标持续稳定地跟踪.

摘要： 当今,低线束激光雷达被广泛应用在无人驾驶产业中,基于雷达的障碍物识别是其工作的重要内容.然而,由于低线束激光雷达的扫描线间隔较大、垂向角分辨率较低等问题,低线束激光雷达的识别不稳定,效果较差.有鉴于此,本文提出了一种基于低线束雷达的低矮障碍物的优化检测方法,能够提高激光雷达对于低矮障碍物的有效识别,加强识别效果,降低噪声点的影响.

摘要： 当今,低线束激光雷达被广泛应用在无人驾驶产业中,基于雷达的障碍物识别是其工作的重要内容.然而,由于低线束激光雷达的扫描线间隔较大、垂向角分辨率较低等问题,低线束激光雷达的识别不稳定,效果较差.有鉴于此,本文提出了一种基于低线束雷达的低矮障碍物的优化检测方法,能够提高激光雷达对于低矮障碍物的有效识别,加强识别效果,降低噪声点的影响.

摘要： 根据本发明，甚至在没有车辆行驶在道路上的情况下也可以获取与车辆的运动关联的信息。连同时间信息一起获取与在车辆行驶的道路上所述车辆的运动关联的运动信息。从恒定地提供交通信息的交通信息提供设备获取作为关于在所述时间信息指定的基准时间所述道路的交通信息的基准交通信息。指定所述运动信息与所述基准交通信息之间的相关性。此外，基于在估计时间的估计源交通信息和所述相关性获取指示在估计运动的估计时间所述道路上的车辆的估计的运动的估计的运动信息，在所述估计时间未获取运动信息的情况下，所述估计源交通信息从所述交通信息提供设备被提供作为所述估计源的交通信息。

摘要： 本发明提供了一种运动估计方法和运动估计装置，所述运动估计方法包括：获取包含多帧图像的图像序列；检测所述图像序列的每一帧图像中的特征点；确定相邻帧图像之间的匹配特征点对，作为采样点集合；以及对所述采样点集合进行基于权重的迭代估计，以得到运动估计参数作为运动估计结果。

摘要： 本发明提供了一种基于块匹配的运动估计方法、运动估计系统及其应用。其中，所述方法包括如下步骤：获取微小物体的旋转运动图像序列；通过基于块匹配的自定义块算法对目标微小物体进行平动补偿；对平动补偿后所述目标微小物体进行像素块相关分析，以计算所述目标微小物体的旋转圈数；所述基于块匹配的自定义算法使用圆形旋转模板。所述方法针对目标的旋转运动跟踪，使用圆形旋转模板，从而有效的改进了块匹配算法对于目标物体的旋转运动的追踪效率，并据此提出了基于上述匹配算法应用于细胞旋转速度估计，对于细胞的动力学特性分析具有非常深远的意义。

摘要： 一种用于运动估计的搜索窗映射方法，其中所述搜索窗包括多个宏块，所述方法包括将所述搜索窗划分由多个独立存储单元进行存储；令所述多个独立存储单元中的每一个独立存储单元仅存储所述多个宏块中的至少一个宏块中的偶数行数据，或者仅存储所述多个宏块中的至少一个宏块中的奇数行数据；IME模块和FME模块同时访问同一个搜索窗的两个不同的宏块所对应的独立存储单元；以及当所述IME模块访问偶数行数据时，所述FME模块访问奇数行数据，当所述IME模块访问奇数行数据时，所述FME模块访问偶数行数据，以使得所述IME模块和所述FME模块两者在每个时钟访问的是两个不同的独立存储单元。

摘要： 本发明公开了一种H.264运动估计编码的全面运动估计改进算法，包括以下步骤：1)提出了整像素精度下的，基于UMHexagonS算法的自适应视频运动估计搜索算法，包括自适应地改进非对称十字搜索步长和范围以及自适应地改进5×5中心偏置螺旋搜索；2)提出了分像素精度下的，基于FFPS、CBFPS算法的多矢量相关预测快速搜索算法，即根据当前最佳运动矢量的整数部分和相邻块运动矢量的整数部分具有相似性的特点，将相关特性结合，确定分像素起始运动矢量的选择；3)分析各种类型的视频运动估计时间。本发明对于减少视频运动估计搜索，提高视频运动估计时间具有重要意义。实验表明，改进算法在引起少量的质量失真和码率增加的情况下，平均减少了15％的运动估计时间。

摘要： 本发明提供一种帧率提升的方法。该方法主要分为四个步骤，分别是图像分割，得到前景、背景以及物体边缘；对前景与背景采用可变尺寸块匹配运动估计，对物体边缘采用基于光流场的运动估计；对运动向量进行后处理，得到靠谱的运动矢量；采用重叠块运动补偿和双线性插值方法进行运动补偿，合成插入帧。本发明提出来的帧率提升的方法能够解决传统帧率提升方法中出现的光环效应、边缘块锯齿效应等问题，在帧率提升领域得到广泛的应用。

摘要： 本发明所提供的面向运动估计的跨帧超高速相机设计方法及运动估计方法，所述方法包括：对双目摄像机进行相机标定；设定两个摄像头拍摄的物体图像进行图像配准，拟合两个摄像头之间的物理状态；设定两个摄像头之间的曝光时间差，模拟高速相机的拍摄效果。本发明通过对双目摄像机进行设定，进而达到高速摄像机的拍摄效果，从而降低了面向超高速运动估计时采用的高速摄像机成本过高的问题，也避免了需要对高速图像进行后续处理时运算量大和效率低的问题。

摘要： 本公开提供了一种运动估计方法、装置、存储介质与电子设备，涉及图像与视频处理技术领域。该方法包括：确定待匹配块与参考块的误差，所述待匹配块为当前帧中的图像块，所述参考块为所述当前帧的参考帧中的图像块；根据所述误差从所述参考块中确定至少一个候选块；基于所述待匹配块与所述参考块之间的位移量，确定随机数范围；以所述待匹配块与所述候选块之间的运动矢量为基础运动矢量，所述随机数范围内的随机数为增量，得到随机运动矢量；通过所述随机运动矢量确定所述待匹配块的最优运动矢量。本公开实现了随机数范围对场景运动状态自适应的效果，适用于不同场景，有利于提高运动估计的准确度，且能够降低计算量，提高效率。

摘要： 本公开提供一种运动估计方法、运动估计装置、计算机可读存储介质与电子设备，涉及图像与视频处理技术领域。该运动估计方法包括：确定待匹配块和候选块的误差，所述待匹配块为当前帧图像中的图像块，所述候选块为参考帧图像中的图像块；从所述候选块中选取与所述待匹配块误差最小的至少两个候选块；根据所述至少两个候选块的位置，在所述参考帧图像中确定搜索范围；在所述搜索范围内搜索所述待匹配块的全局最优块，通过所述全局最优块得到所述待匹配块的最优运动矢量。本公开能够在不同场景下进行运动估计，且具有较高的准确性和效率。

摘要： 一种用于运动估计的装置以及方法。运动估计装置包括候选集产生电路以及运动向量判断电路。候选集产生电路选择相邻区块的运动向量加入至当前帧的当前区块的运动向量候选集。当前区块与相邻区块的其中之一属于相同的行(或是相同的列)，且所述相邻区块的其中之一是当前帧的区块或先前帧的区块。运动向量判断电路耦接至候选集产生电路以接收运动向量候选集。运动向量判断电路依据运动向量候选集来判断当前帧中的当前区块的运动向量。