ارائه الگوریتم کارا برای ثبت اهداف ثابت و متحرک در دنباله تصاویر ویدئویی

سعید کاظمی

چکیده

امروزه ثبت اهداف و اشیاء و دنبال کردن آن ها در دنباله تصاویر در زمینه های مختلف و از جمله صنعت نظامی و به خصوص در سیستم های هوایی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. اهداف در این کاربردها می¬توانند ثابت و یا متحرک باشند. الگوریتم ثبت اهداف بایستی علی رغم تغییر نوع دوربین، تغییر زاویه دید، تغییر فاصله، تغییر شرایط محیطی و تغییر پارامترهای دوربین مانند رزولوشن، نسبت به تصاویر مرجع قابلیت جستجوی هدف مورد نظر (هدف مرجع) را در دنباله ی تصویر داشته باشد. الگوریتم ثبت هدف را می توان به دو بخش تقسیم کرد، بخش اول شامل پیدا کردن ویژگی ها در تصاویر مرجع و دریافتی و بخش دوم توصیف و تطبیق ویژگی های دو تصویر بر روی هم می باشد. در بخش اول از فضای مقیاس استفاده می شود تا ویژگی های آشکارشده نسبت به تغییرات مقیاس مقاوم باشد. در بخش دوم برای هر نقطه ویژگی ای که در قسمت اول بدست آمده است، یک توصیف با استفاده از مقادیر روشنایی اطراف ویژگی به کار می بریم. در این پایان نامه مسئله شناسایی هدف با استفاده از ویژگی مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا الگوریتم های brisk و sift را به عنوان دو الگوریتم مطرح مورد بررسی قرار می دهیم و با الهام از این دو الگوریتم، الگوریتم جدیدی را پیشنهاد می کنیم. این الگوریتم از الگوی جهتی برای توصیف ویژگی استفاده می کند. جهت این الگو در جهت عمود بر زاویه ویژگی قرار می گیرد که این امر باعث می شود که اطلاعات مفیدتری از روشنایی های اطراف ویژگی در ساخت بردار توصیفگر استفاده شود. همچنین در الگوریتم پیشنهادی در بردار خروجی به جای استفاده از مقادیر باینری از مقادیر چند سطحی استفاده شده است. سطوح بردارهای خروجی را می توان با استفاده از یک پارامتر تنظیم کرد به طوری که برای پردازنده با حجم پردازشی کم میتوان بردار خروجی را به یک بردار چهار سطحی تبدیل کرد. در نهایت این دو الگوریتم را با الگوریتم brisk مقایسه و ارزیابی می کنیم. نتایج این پایان نامه نشان می دهد که قدرت تمایز و استواری الگوریتم های پیشنهادی نسبت به الگوریتم brisk قوی تر شده است و از نظر کارآمدی الگوریتم تا حدود زیادی با الگوریتم brisk برابر است.

اساتید راهنما و مشاور

محمدرضا احمدزاده