高精度特征配準的圖像序列穩(wěn)定算法研究.pdf

1、目前，電子穩(wěn)像技術EIS(Electronic Image Stabilization)是視頻處理、計算機視覺等領域的研究熱點。由于具有穩(wěn)像精度高、體積小、重量輕、功耗低以及成本低等優(yōu)點，它在軍事和民用領域中都有著非常廣闊的應用前景。電子穩(wěn)像的關鍵技術包括運動估計和運動補償，其中，序列幀間的運動估計是電子穩(wěn)像的基礎。因此人們進行了大量的研究，提出了多種不同的運動估計算法。
　　 本論文在分析各經(jīng)典算法優(yōu)劣的基礎上，對電子穩(wěn)像的各

2、項關鍵技術進行了研究和探討，并提出一種基于特征匹配的電子穩(wěn)像算法，具有一定學術價值與實用價值。主要研究內(nèi)容概括如下：
　　 ①本論文對電子穩(wěn)像技術的國內(nèi)外研究進展及常用方法進行回顧和總結(jié)。闡述了電子穩(wěn)像的基本原理、基本方法和處理過程，并討論了其實現(xiàn)的關鍵技術。介紹了電子穩(wěn)像中幾種常見的典型算法，分析了各算法的優(yōu)缺點。著重指出，由于能夠處理圖像序列幀間的復雜運動，基于特征的方法是電子穩(wěn)像的重要算法。本論文就是采用基于特征的方法。<

3、br>　　 ②運動估計是通過對圖像進行分析，估算攝像機的全局運動參數(shù)。如何提高運動估計的效率和精度是電子穩(wěn)像技術研究的重點。本論文針對攝像機在復雜運動環(huán)境中的視頻穩(wěn)定，提出一種基于邊緣圖像配準的高精度電子穩(wěn)像方法。該方法首先同時檢測圖像的邊緣和邊緣上的角點特征；然后，利用匹配點對引導邊緣匹配，并篩選適量分布均勻的匹配點對求取初始全局運動估計；最后，改進粒子濾波器以對邊緣圖像進行配準來獲得精確全局運動參數(shù)，進一步提高了運動估計的精度。<

4、br>　　 ③對于存在自主掃描的穩(wěn)像系統(tǒng)，首先要判斷并分離攝像機的自主掃描和隨機抖動。本論文根據(jù)Kalman 濾波的基本原理，結(jié)合所提出的圖像數(shù)學模型，設計出對攝像機全局運動矢量進行平滑以分離抖動和自主掃描的Kalman 濾波器。實驗結(jié)果表明該方法在去除高頻抖動的同時能較好地保留攝像機的自主掃描。
　　 ④針對圖像抖動補償后產(chǎn)生的“未定義區(qū)域”，分析了傳統(tǒng)的處理方法——圖像裁剪和拼接的各自特點。本論文將圖像拼接技術用于“未定義