基于局部單應(yīng)矩陣的視頻同步算法

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1、ｊ碩士學(xué)位論文基于局部單應(yīng)矩陣的視頻同步算法作者姓名邵蓓ｉｌ學(xué)校導(dǎo)師姓名、職稱張強教授＾企業(yè)導(dǎo)師姓名、職稱郝然高工申請學(xué)位類別工程碩士學(xué)校代碼10701學(xué)號1504122132分類號TP39密級公開西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文基于局部單應(yīng)矩陣的視頻同步算法作者姓名：邵蓓領(lǐng)域：控制工程學(xué)位類別：工程碩士學(xué)校導(dǎo)師姓名、職稱：張強教授企業(yè)導(dǎo)師姓名、職稱：郝然高工學(xué)院：機電工程學(xué)院提交日期：2018年6月VideoSynchronizationBasedonLocalHomographyMatrixAthesissubmittedtoXIDIA

2、NUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinControlEngineeringByShaoBeiSupervisor:ZhangQiangTitle:ProfessorSupervisor:HaoRanTitle:SeniorEngineerJune2018摘要摘要視頻同步作為計算機視覺領(lǐng)域所研究的主要問題之一，是對多個攝像機從不同的角度或者不同時間拍攝的多個視頻進(jìn)行時間同步和空間幾何校準(zhǔn)的技術(shù)。它的目的是建立多個視頻之間的時間和空間變換關(guān)系。視頻同步技術(shù)無論在軍

3、事領(lǐng)域還是民用方面，都得到了迅速的發(fā)展。本文在前人研究工作的基礎(chǔ)上，總結(jié)已有的視頻同步算法存在的不足之處，提出了一種基于局部單應(yīng)矩陣的視頻同步算法，最后通過大量數(shù)據(jù)驗證本論文算法的魯棒性。論文的主要工作如下：首先，本文對現(xiàn)有的視頻同步算法總結(jié)，重點對四種基于特征的視頻同步算法進(jìn)行討論：基于軌跡射影不變表示的視頻同步算法、基于運動目標(biāo)的視頻序列同步算法、基于時間線約束的視頻同步算法和基于秩約束的視頻同步算法。實驗表明現(xiàn)有的基于特征的視頻序列同步算法在非平面場景下的同步結(jié)果比較差。然后針對已有的算法無法完成非平面場景下的視頻同步或者在非平面場景下視頻同步結(jié)果誤差比

4、較大的情況，本文提出了一種基于局部單應(yīng)矩陣的視頻同步算法。該算法主要包括以下部分：（1）對輸入的視頻進(jìn)行提取得到參考視頻軌跡、待同步視頻軌跡和背景圖像；（2）通過背景圖像獲得特征點匹配對，估計出兩背景圖像之間對極幾何信息；（3）基于視頻背景圖像信息和兩個視圖之間的對極幾何信息，本論文提出了一種基于局部單應(yīng)矩陣的運動軌跡點匹配的條件，從而獲得參考視頻與待同步視頻運動目標(biāo)的初始軌跡點匹配對集合；（4）通過對極幾何約束剔除誤匹配軌跡點對，得到最終的運動目標(biāo)軌跡點的匹配對集合；（5）從軌跡點匹配對集合中提取匹配軌跡點對的幀索引，得到參考視頻和待同步視頻之間的幀匹配對集

5、合。對最終的幀匹配對集合進(jìn)行直線擬合得到參考視頻和待同步視頻之間的時間模型參數(shù)。最后，對已有的視頻序列同步算法和本文基于局部單應(yīng)矩陣的視頻同步算法在合成場景和真實場景下進(jìn)行仿真實驗，分析和驗證了本文算法的有效性。實驗表明，相比于現(xiàn)有的視頻同步算法，本文提出的基于局部單應(yīng)矩陣的視頻同步算法針對平面運動場景和非平面運動場景均具有較高的魯棒性。關(guān)鍵詞：視頻同步，對極幾何，局部單應(yīng)矩陣，坐標(biāo)表示IABSTRACTABSTRACTVideosynchronizationisamainprobleminthefieldofcomputervision,whichisate

6、chniquethattemporallyandspatiallyalignsunsynchronizedvideosequencesbyuncalibratedcamerasfromdistinctviewpointsoroverdifferenttimeintervals.Thepurposeofvideosynchronizationistoestablishtherelationshipbetweentimeandspaceamongtheinputvideosequences.Andithasbeenwidelyusedinbothmilitarya

7、ndcivilianfields.Havingstudiedthedisadvantageofexistingvideosynchronizationalgorithmsbasedonthepreviousresearchwork,avideosynchronizationalgorithmbasedonlocalhomographymatrixisproposed.Finally,severalsetsofexperimentsareperformedtodemonstratethevalidityoftheproposedalgorithm.Themain

8、contentsofthisdisse