電子穩(wěn)像系統(tǒng)主要算法研究.pdf

1、電子穩(wěn)像是新一代的穩(wěn)像方法，它利用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)圖像序列的穩(wěn)定。因?yàn)榫哂蟹€(wěn)像精度高、體積小、重量輕、功耗低以及成本低等優(yōu)點(diǎn)，它在軍事和民用中都有廣泛的應(yīng)用前景。電子穩(wěn)像的關(guān)鍵步驟就是運(yùn)動(dòng)估計(jì)和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。如何提高運(yùn)動(dòng)估計(jì)的效率和精度，如何判斷并分離攝像機(jī)的場(chǎng)景拍攝和隨機(jī)抖動(dòng)，使運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償能夠?qū)崟r(shí)準(zhǔn)確的穩(wěn)定視頻序列，是目前研究的熱點(diǎn)。另外，如何對(duì)穩(wěn)定效果作一個(gè)客觀評(píng)價(jià)，需要制定一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。 本文分析了電子穩(wěn)像算法的基本原理

2、和主要方法，重點(diǎn)研究了用于電子穩(wěn)像系統(tǒng)的各種運(yùn)動(dòng)估計(jì)和補(bǔ)償算法，總結(jié)了各算法的應(yīng)用背景。首先，對(duì)于處理攝像機(jī)平移運(yùn)動(dòng)，分析了一些較為典型的塊匹配運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法、灰度位平面匹配算法和基于圖像灰度總體變化信息的投影算法；并提出了一種基于投影法的穩(wěn)像算法：帶運(yùn)動(dòng)矢量修正的投影算法(PMCA)。它充分利用了圖像灰度的總體信息，只需利用灰度的行列投影做一次互相關(guān)運(yùn)算，就可以得到運(yùn)動(dòng)參數(shù)值，大大提高了運(yùn)動(dòng)估計(jì)的速度；另外，通過運(yùn)動(dòng)矢量修正措施，防止了

3、補(bǔ)償最開始的錯(cuò)誤向后續(xù)幀的傳播。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該算法可以明顯減輕攝像系統(tǒng)的平移抖動(dòng)，且能實(shí)時(shí)跟隨真實(shí)掃描場(chǎng)景。其次，對(duì)于處理攝像機(jī)的旋轉(zhuǎn)和變焦運(yùn)動(dòng)，分析了特征匹配算法，提出了一種基于特征點(diǎn)匹配的電子穩(wěn)像算法(FMVA)。該算法提取圖像的特征點(diǎn)(邊緣點(diǎn))，利用模板匹配的思想，以每一特征點(diǎn)為中心，建立特征窗：同時(shí)為了保證估計(jì)精度，通過匹配驗(yàn)證技術(shù)，很好地解決了特征匹配過程中出現(xiàn)的誤匹配問題；補(bǔ)償參數(shù)為當(dāng)前運(yùn)動(dòng)矢量與平滑運(yùn)動(dòng)矢量之差，補(bǔ)償每一