【摘 要】
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运动物体视频图像包含着许多重要的信息数据,而高速运动物体由于速度较快,其运动图像存在采集失真、处理复杂以及分析效果差等方面的问题。本课题以高速运动物体为研究对象,分别进行了图像识别与图像压缩方法的研究,并选取实际工业中的3D打印机高速移动激光点红外图像和高速运动固定翼无人机视频图像分别进行了算法验证及结果分析。主要研究内容如下:(1)分析了高速运动物体图像特征及图像识别过程,提出了基于改进卷积神经
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运动物体视频图像包含着许多重要的信息数据,而高速运动物体由于速度较快,其运动图像存在采集失真、处理复杂以及分析效果差等方面的问题。本课题以高速运动物体为研究对象,分别进行了图像识别与图像压缩方法的研究,并选取实际工业中的3D打印机高速移动激光点红外图像和高速运动固定翼无人机视频图像分别进行了算法验证及结果分析。主要研究内容如下:(1)分析了高速运动物体图像特征及图像识别过程,提出了基于改进卷积神经网络的高速运动物体图像识别方法。根据高速运动物体运动速度快导致的成像模糊,使得传统的图像识别方法人为提取图像特征困难的问题,采用基于卷积神经网络(CNN)的深度学习方法进行图像识别研究,并针对现有的CNN方法存在的训练效率差、准确率低的问题设计了相关改进方案来提高图像识别的快速性和准确性。(2)针对3D打印机高速移动激光点红外图像进行图像识别研究,分别建立了CNN和改进CNN两种激光点图像识别模型,对两种模型进行对比分析,实验结果表明改进后的CNN模型大大提高了识别效率和准确率;最后利用改进后的CNN模型进行激光中心点温度预测,在误差范围内取得了很好的预测结果。(3)研究了高速运动物体视频图像冗余信息,提出了基于帧内编码和帧间预测结合的高速运动物体视频压缩方法。以静态图像压缩为基础,在传统BP神经网络的基础上加入小波变换的方法进行图像压缩以减少帧内的空间冗余信息,同时针对高速运动物体的视频序列进行了运动信息补偿从而减少帧间的时间冗余信息,最终重构后的视频在保证关键运动信息的前提下大大减少视频数据量。(4)针对高速运动固定翼无人机视频进行图像压缩研究,先对单帧的无人机运动图像进行基于小波变换和神经网络结合的帧内有损压缩,再对压缩后的无人机序列进行基于运动估计和运动补偿的帧间预测编码,最后对压缩前后的无人机运动视频进行目标跟踪和视频传输效果方面的对比分析,结果表明该压缩系统在保留无人机运动信息的情况下可以大大减少冗余数据信息,提高传输效率。
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