基于DSP的嵌入式電子穩(wěn)像技術研究.pdf

1、電子穩(wěn)像一種基于內(nèi)容的穩(wěn)像方式,具有功耗低、體積小、安裝調(diào)試方便、精度高等優(yōu)點,不需要預知相機的運動模型,感應相機的機械運動,只需要在相鄰幀間進行計算就可求得相鄰幀的運動矢量,因而在多種視頻監(jiān)視及觀察場合有著廣泛應用。本論文的主要工作是研究電子穩(wěn)像算法,基于DSP的嵌入式電子穩(wěn)像系統(tǒng)實現(xiàn)以及通過實驗驗證所提出算法的有效性。
　　論文首先對電子穩(wěn)像技術常用的灰度投影算法、代表點匹配法、位平面匹配法、塊匹配法進行了深入分析,各算法之間

2、的主要區(qū)別是相鄰幀間運動矢量計算方法不同。在對算法原理及實現(xiàn)方法分析的基礎上,對各算法逐一進行了實驗驗證,通過實驗結(jié)果比較了各算法的優(yōu)缺點及適用場合。驗證了塊匹配法較高的穩(wěn)像精度、廣泛適用性和較快的運算速度,為本論文穩(wěn)像算法設計提供理論依據(jù)和實驗基礎。
　　其次,為了克服傳統(tǒng)的塊匹配視頻穩(wěn)像算法需要預先設定判定相似度的閾值,不能完全去掉運動前景,搜索算法運算量大的缺點,本論文提出了一種自適應最優(yōu)塊匹配視頻穩(wěn)像算法,此算法對相鄰兩幀

3、圖像的匹配塊進行二維方向上的獨立搜索,能夠自適應確定最優(yōu)匹配位置,無需預先設定判定相似度閾值,并能夠根據(jù)最優(yōu)匹配位置剔除運動前景目標塊。本算法針對三步搜索算法進行改進,減少了算法的匹配次數(shù),同時相比于鉆石搜索法能夠有效克服局部極值點的誤差影響。實驗結(jié)果表明所提出的算法在視頻大幅抖動以及場景中存在運動物體的情況下均能夠?qū)崿F(xiàn)有效穩(wěn)像。
　　相比于通用的PC平臺DSP平臺具有:靈活性高、體積小、功耗低、運行效率高等優(yōu)點。本文使用TI公司

4、達芬奇系列的一款專用圖像處理芯片TMS320DM642作為硬件處理平臺。DM642具有:3個可配置的視頻端口、一個太網(wǎng)接口、一個PCI接口、一個16位通用輸入/輸出端口和EDMA控制器。非常適合于通用的數(shù)字圖像處理算法。
　　為了實現(xiàn)所提出算法的實時性、降低算法處理平臺的功耗及體積,在基于DSP的嵌入式視頻處理平臺上對算法進行了移植及優(yōu)化,成功實現(xiàn)了算法的嵌入式處理,使穩(wěn)像視頻單幀處理時間達到3.52ms,完全滿足標準視頻的幀率要