论文题目: 基于小波变换的航空图像处理及动载体多目标跟踪方法研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 机械制造及其自动化
作者: 刘钢
导师: 翟林培
关键词: 多目标跟踪,小波变换,航空图像处理,数据关联,模糊推理,机动目标模型
文献来源: 中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）
发表年度: 2005
论文摘要: 多目标跟踪问题在军事领域有着十分广泛的应用,如弹道导弹防御、空中预警、空中多目标攻击、海洋监视等。近些年来,由于红外和可见光侦察、监视设备在军事上的大量应用,也推动了多目标跟踪技术的快速发展。论文中首先对多机动目标的检测与跟踪方法进行了概述。重点阐述了基于小波变换的目标检测与跟踪方法。为提高航空图像的分辨率,文中提出了一种利用小波变换进行高分辨率图像放大的方法,用此算法放大后的航空图像比传统方法获得的放大图像平均梯度要高,图像细节更清晰。其次,文中还提出了两种基于小波变换的运动背景下多目标检测算法,一种是针对自然纹理(无明显特征)背景的采用小波能量的目标检测方法,与传统的分割方法相比,此算法能滤除与目标灰度相近的背景,而保留目标。另外,还提出了一种针对特征背景下基于小波变换的分层匹配算法,该算法与传统的块匹配算法相比防止了在含噪图像上进行块匹配不准确的缺点,而且,它应用了粗定位和精定位相结合的搜索思想,所以它的搜索速度快。另外,文中还采用模糊推理方法进行数据关联,此算法主要用于多个候选目标落入同一跟踪门时的情况。它与传统的联合数据关联和多假设法相比,运算速度快,适于工程应用。模糊推理方法结合扩展卡尔曼滤波进行多目标的跟踪和预测实验,得到了较为满意的结果。最后,论文中采用仿真实验方法研究了三种机动目标模型在几种机动条件下的跟踪特性,对各模型的优缺点进行了阐述。并对多机动目标跟踪的发展方向进行了展望。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
目录
图表索引
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 多目标跟踪方法概述
1.3 多目标跟踪中的基本问题
1.4 论文研究的内容及重点解决的问题
第二章 小波方法简介及采用小波方法的航空图像处理技术
2.1 小波变换的介绍
2.1.1 一维连续小波变换
2.1.2 离散小波变换
2.1.3 多分辨率分析
2.1.4 二维离散小波变换
2.2 一种利用小波变换提高航空图像分辨率的方法
2.3 本章小结
第三章 多目标检测方法
3.1 基于灰度和纹理特征的目标检测方法
3.1.1 基于数学形态学的目标分割
3.1.2 最大熵阈值法
3.2 采用小波能量的目标检测方法
3.2.1 采用小波能量的目标检测方法原理
3.2.2 自适应域值分割
3.2.3 实验结果
3.3 特征背景下目标检测的模板匹配方法
3.3.1 模板匹配算法
3.3.2 误差积累门限算法
3.4 特征背景下基于小波变换的分层匹配算法
3.4.1 基于小波变换的分层匹配算法原理
3.4.2 匹配搜索算法
3.4.3 运动目标形心的计算
3.4.4 实验结果与分析
3.5 本章小结
第四章 多目标跟踪中的数据关联
4.1 数据关联方法
4.1.1 “最近邻”方法
4.1.2 联合概率数据关联滤波
4.2 基于模糊推理的数据关联方法
4.2.1 模糊推理用于目标跟踪
4.2.2 模糊综合测量残差的形成
4.2.3 模糊综合测量新息的形成
4.3 Kalman 滤波器
4.4 扩展Kalman 滤波器估计运动目标的位置、速度
4.5 实验结果与分析
4.6 本章小结
第五章 多目标跟踪中的机动目标模型
5.1 机动目标模型概述
5.2 几种机动目标模型
5.2.1 Singer 模型
5.2.2 “当前”统计模型
5.2.3 高度机动的Jerk 模型
5.3 Monte Carlo 仿真实验
5.4 本章小结
第六章 全文总结
6.1 论文所完成的主要工作
6.2 论文的创新点
6.3 对多目标跟踪研究的展望
参考文献
致谢
刘钢简历
刘钢在攻读博士学位期间发表的论文
博士学位论文原创性声明
发布时间: 2006-03-14
参考文献
- [1].基于图像功率谱的航空图像质量判别技术研究[D]. 修吉宏.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）2005