融合图像矩阵偏移的单摄像机水下目标三维轨迹模拟方法

摘要

本发明公开了一种融合图像矩阵偏移的单摄像机水下目标三维轨迹模拟方法，在单摄像机成像条件下，基于贝叶斯跟踪框架，结合水下场景深度信息以及摄像机运动偏移矢量信息，模拟水下目标的三维运动轨迹。在贝叶斯跟踪框架下，对水下视频进行目标跟踪，输出目标中心位置参数，利用暗原色先验算法计算水下场景深度信息，同时计算相邻帧中背景点的SURF特征，进行特征匹配，得到相邻帧的摄像机运动偏移矢量，最后结合目标位置信息、水下场景深度信息以及摄像机运动偏移矢量信息模拟水下目标的三维运动轨迹。本发明能够在单摄像机视频中真实、可靠地实现对水下目标的三维运动轨迹模拟，且运算效率高。

主权项

一种融合图像矩阵偏移的单摄像机水下目标三维轨迹模拟方法，其特征在于：包括如下步骤：在单摄像机成像条件下，基于贝叶斯滤波框架实现对水下目标的跟踪，输出水下目标位置坐标，利用暗原色先验算法计算水下场景深度信息，同时计算相邻帧中背景点的SURF特征，基于此特征进行图像匹配，得到摄像机运动偏移矢量，最后由摄像机运动偏移矢量修正水下目标位置坐标，输出真实的水下目标中心点位置坐标，再结合水下场景深度信息，模拟水下目标的三维运动轨迹；其中，所述基于SURF特征的摄像机运动偏移矢量的计算过程为：计算相邻帧中图像背景的SURF特征点，对每一特征点构造其特征向量，接着采用欧氏距离对特征向量进行相似性度量，得到距离集合，设定阈值，进行特征匹配，最后对相邻帧中所有匹配的特征点分别相减，得到一个距离差分集合，再计算其平均值，便得到了摄像机的运动偏移矢量。