電子穩(wěn)像系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)穩(wěn)像算法研究.pdf

1、隨著攝像設(shè)備應(yīng)用的日益廣泛，攝像平臺變得越來越多樣。通過車載攝像系統(tǒng)、手持攝影設(shè)備、飛機或者艦船攝影平臺等得到的視頻信號往往會因為攝像機的運動而發(fā)生抖動(包括平移和旋轉(zhuǎn))。視頻抖動不僅會影響視覺效果，容易使觀看者產(chǎn)生暈眩進而導(dǎo)致誤判和漏判，并且給進一步的圖像分析帶來困難。可見，如何將這些視頻信號轉(zhuǎn)化為高質(zhì)量的穩(wěn)定視頻具有重要的應(yīng)用價值。
　　本文介紹了電子穩(wěn)像系統(tǒng)的組成和基本原理。通常電子穩(wěn)像系統(tǒng)對輸入的圖像幀序列的處理過程分為運

2、動矢量估計和運動補償兩個階段。傳統(tǒng)的電子穩(wěn)像算法通常只能進行平移運動估計，即平移穩(wěn)像。常用平移穩(wěn)像算法有塊匹配法，灰度投影法，位平面法，特征匹配法等。這些算法對平移運動估計有很好效果，但無法進行旋轉(zhuǎn)角度的估計，因而傳統(tǒng)電子穩(wěn)像系統(tǒng)處理有旋轉(zhuǎn)運動的圖像序列穩(wěn)定效果很差。目前，旋轉(zhuǎn)穩(wěn)像算法主要有基于頻域的相位相關(guān)法和基于仿射模型的運動估計算法。本文對上述兩種旋轉(zhuǎn)穩(wěn)像算法進行了研究和仿真對比，后一種方法是本文研究的重點。
　　本文針對基

3、于仿射模型的運動估計算法提出了三種改進方案，分別用菱形搜索快速算法替代耗盡搜索算法、用灰度投影算法替代耗盡搜索算法和基于圖像特征的耗盡搜索算法來估計局部運動矢量。三個方案得到的局部運動矢量均通過仿射變換模型求取全局平移和旋轉(zhuǎn)量，然后對圖像進行補償。
　　算法驗證的仿真序列圖像由兩部分組成，一是由軟件生成的模擬旋轉(zhuǎn)圖像序列，二是由攝像機模擬的帶有平移和旋轉(zhuǎn)抖動的視頻序列圖。利用編寫的算法程序完成了對仿真序列圖像的處理，實現(xiàn)了所論述的