面向广域高空监视视频的超多运动目标检测和跟踪研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61402491
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0210.计算机图像视频处理与多媒体技术
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Due to very large image size, low frame rate, gray-scale pxiels, low spatial resolution, sheer number of moving objects, and the moving platform, processing and analyzing the wide area airborne surveillance imagery poses unique challenges. The purpose of this project is the development of effective moving object detection and tracking methods on the wide area airborne surveillance image data. To this end, we intend to conduct research in the following three subjects: (1) In the research of moving object detection, we employ a framework of combining a simple background subtraction and the frame difference methods. We propose a method for segmenting moving foreground and for removing parallax motion, using three frame difference images, where two are from background subtraction and one is the frame difference between the corresponding consecutive two frames. In order to increase the accuracy of moving object detection, we present a local motion model based image alignment algorithm, and a parallax removing method based on pixel correspondence construction. (2) In order to handle the problem of large number of moving object tracking, we propose to use an improved multiple hypothesis tracking framework, for which we present models for handling complex cases such as occlusions, merged and splited detections, as well as moving direction sudden change situations.(3)In order to process the large size imagery efficiently, we present methods to effectively implement the proposed methods and algorithms on GPGPU.
广域高空监视视频图像数据一般具有大尺寸、低帧频、单通道、低空间分辨率、超多运动目标、受飞行平台运动影响等特点,这使得对其进行处理和分析带来了诸多新的难题。本项目旨在研究具备能从广域高空监视图像数据中有效检测、跟踪和提取出超多运动目标体及其轨迹的方法。本项目拟展开如下研究:(1)在超多运动目标检测方面,采用基于减背景和帧差法相结合框架,提出基于三差值图像的运动分割和视差去除方法,为提高检测准确度,提出基于局部变换的配准和基于像素对应搜索的视差去除方法;(2)在大数量目标数据关联跟踪方面,采用近似多假设跟踪框架,提出基于由四种概率模型组成的假设关联后验概率模型,包括自身运动模型、领近互动模型、群体影响模型及场境约束模型,进而对目标合并、部分遮挡及转向等问题进行有效处理;(3)针对大尺寸图像计算量大问题,提出基于GPGPU架构加速计算方案, 研究在GPGPU体系下实现算法的并行计算。

结项摘要

广域高空监视视频图像数据一般具有大尺寸、低帧频、单通道、低物体空间分辨率、超多运动目标体、受飞行平台运动影响等特点,这使得对其进行处理和分析带来了诸多新的挑战。本项目研究了具备能从广域高空监视图像数据中有效检测、跟踪和提取出超多运动目标体及其轨迹的方法。本项目展开了如下研究:(1)在超多目标检测方面,采用基于减背景和帧差法相结合框架,提出了基于三差值图像的运动前景分割和视差去除方法,为提高检测准确度,提出基于局部变换的配准和基于像素对应搜索的视差去除方法;(2)在大数量目标数据关联跟踪方面,采用近似多假设跟踪框架,提出了基于由四种概率模型组成的假设关联后验概率模型,包括自身运动模型、领近互动模型、群体影响模型及场境约束模型,进而对目标合并、部分遮挡及转向等问题进行有效处理;(3)针对大尺寸图像计算量大问题,提出了基于GPGPU架构加速计算方案, 将研究在普通计算机GPGPU体系下实现相关方法和算法并行计算;(4)为研制亿像素广域监视摄像机,研究了相关ISP算法、图像增强算法以及图像模糊度等质量评估方法,提出了一系列具有实用价值、性能优越的算法。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(2)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(5)
专利数量(11)
Image Denoising Using Quadtree-Based Nonlocal Means With Locally Adaptive Principal Component Analysis
使用基于四叉树的非局部均值和局部自适应主成分分析进行图像去噪
  • DOI:
    10.1109/lsp.2016.2530406
  • 发表时间:
    2016-04-01
  • 期刊:
    IEEE SIGNAL PROCESSING LETTERS
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Zuo, Chenglin;Jovanov, Ljubomir;Zhang, Maojun
  • 通讯作者:
    Zhang, Maojun
A simple gray-edge automatic white balance method with FPGA implementation
一种简单的灰边自动白平衡方法的FPGA实现
  • DOI:
    10.1007/s11554-012-0318-x
  • 发表时间:
    2015-06
  • 期刊:
    Journal of Real-Time Image Processing
  • 影响因子:
    3
  • 作者:
    Lai Shiming;Wang Bin;Zhang Maojun;Xiong Zhihui
  • 通讯作者:
    Xiong Zhihui
Focus and Blurriness Measure using Reorganized DCT Coefficients for Autofocus Application
使用重新组织的 DCT 系数进行自动对焦应用的对焦和模糊度测量
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology
  • 影响因子:
    8.4
  • 作者:
    zheng zhang;yu liu;zhihui xiong;jing li;maojun zhang
  • 通讯作者:
    maojun zhang
Parallax-Tolerant Image Stitching Based on Robust Elastic Warping
基于鲁棒弹性变形的容视差图像拼接
  • DOI:
    10.1109/tmm.2017.2777461
  • 发表时间:
    2018-07-01
  • 期刊:
    IEEE TRANSACTIONS ON MULTIMEDIA
  • 影响因子:
    7.3
  • 作者:
    Li, Jing;Wang, Zhengming;Zhang, Maojun
  • 通讯作者:
    Zhang, Maojun

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其他文献

Geant4 Simulation Study of Dose Distribution and Energy Straggling for Proton and Carbon Ion Beams in Water
Geant4 水中质子和碳离子束剂量分布和能量滞留的模拟研究
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  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    MATEC Web of Conferences
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    黎阳
光纤激光中光纤熔丝损伤研究进展
  • DOI:
    10.3788/cjl202148.1501005
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    巩马理
传播衰减法测阻尼的边界条件研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    振动与冲击. 25(6). 135-138,2006年12月
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    盛美萍*;张政;王敏庆;陈晓利
  • 通讯作者:
    陈晓利
城市污水处理工艺中金属与抗生素的调查研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    南京师范大学学报(工程技术版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张政;李攀杰;蒋彩云;陈宗华;左焦凯超;刘家勋;王玉萍
  • 通讯作者:
    王玉萍
排沙漏斗水流紊动特性数值研究
  • DOI:
    10.16076/j.cnki.cjhd.2019.02.015
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    水动力学研究与进展A辑
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    肖柏青;张政;戎贵文
  • 通讯作者:
    戎贵文

其他文献

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张政的其他基金

面向复杂多样模糊的准确高效图像模糊检测与评估方法
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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  • 批准号:
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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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