无人机侦察视频机载综合处理方法研究

admin · 发表于 2022-9-30 11:41:55

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侦察是无人侦察机与生俱来的使命，也是多种无人机能力的体现。对于无人机侦察视频而言，最重要的两项工作是视频的实时传输以及对目标信息的获取。前者需要对视频进行压缩以适应带宽限制，后者需要相应的目标检测跟踪算法的支持。在以往的许多研究中，这些功能是分立实现的。美国于本世纪初开发了空中视频监控系统，将多种视频处理的一体化进行，而国内的相关研究还不多。本文从无人机侦察视频特点入手，提出了将视频压缩、目标检测与跟踪相融合的机载视频综合处理系统框架，对其中各部分算法进行了研究，并展开了系统向嵌入式硬件的移植工作。在无人机的发展趋势中，微小型化、多任务能力是重要的方向之一。多任务能力要求无人机同时完成多种任务，通常意味着携带更多载荷，这与微小型化的要求相悖。本文提出的综合处理的概念，并不是多个算法或模块的简单叠加，而是经过分析，找出了各模块间的可共享信息，并结合无人机视频特点，将多种视频处理有机的结合起来。既实现了多任务的要求，附加的算法复杂度和资源需求并不高，可以在硬件上联合实现。首先，本文设计了无人机侦察视频综合处理系统框架，主要面向视频压缩、目标检测、目标跟踪等任务的联合实现。然后，对于综合处理中的各部分展开了研究。在对相位相关研究的基础上，结合无人机飞行参数，提出了二级补偿的分块相位相关法，在保持相位相关检测优势的同时，极大减小了运算量，进而在准确的全局运动估计基础上实现了运动目标的检测；在视频压缩方面，研究了H.264/AVC国际标准，对运动估计和灵活宏块排序在基于目标的视频压缩中的应用进行了探讨，并进一步提出了基于目标区域的码率控制算法，将更多的编码资源分配给目标区域；在目标跟踪方面，提出了一种目标提取和目标区域描述方法，配合Mean Shift算法实现目标跟踪。最后，本文对综合处理系统的嵌入式实现进行了研究。在PC平台下，将目标检测算法与视频压缩进行综合处理实现；并进一步在以BF561双核DSP为核心的硬件平台上进行视频编码系统的移植工作。

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