基于MEMS慣性參數(shù)的電子穩(wěn)像系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、采用以 FPGA為核心的處理平臺(tái)，設(shè)計(jì)了對(duì)模擬/數(shù)字視頻信號(hào)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、幀間矯正的實(shí)時(shí)電子穩(wěn)像系統(tǒng)。攝像機(jī)會(huì)隨動(dòng)平臺(tái)的晃動(dòng)產(chǎn)生沿水平或垂直方向的平移抖動(dòng)和繞攝像機(jī)三個(gè)軸方向的旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)，這種隨機(jī)抖動(dòng)會(huì)使輸出視頻變得不連貫。本文提出了一種基于MEMS慣測傳感器和FPGA的快速圖像矯正算法，消除攝像機(jī)隨機(jī)晃動(dòng)對(duì)輸出視頻的影響。采用幀間穩(wěn)像技術(shù)，將攝像機(jī)輸出的抖動(dòng)視頻信號(hào)，存儲(chǔ)在視頻幀存儲(chǔ)器，利用高速M(fèi)EMS慣測傳感器測得攝像機(jī)全局運(yùn)動(dòng)，進(jìn)

2、一步計(jì)算出幀間偏移矢量和偏移地址，根據(jù)新地址從幀存儲(chǔ)器中讀取每一個(gè)像素信息，使其在顯示器上的像素點(diǎn)沿幀偏移矢量反方向等位移量移動(dòng)，補(bǔ)償每一幀的像素偏移，從而使圖像穩(wěn)定顯示。結(jié)果表明該方法不僅能夠補(bǔ)償視頻中的平移抖動(dòng)，還可以補(bǔ)償視頻中的旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)，達(dá)到良好的穩(wěn)像效果。本文主要研究工作如下：
　　首先分析了攝像機(jī)不同運(yùn)動(dòng)方式對(duì)實(shí)時(shí)視頻圖像的影響，選取合適的算法來進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。針對(duì)攝像機(jī)平移運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)推導(dǎo)出矯正矩陣，并用FP

3、GA實(shí)現(xiàn)矩陣運(yùn)算，完成圖像補(bǔ)償。
　　由于該電子穩(wěn)相系統(tǒng)要依賴高精度MEMS慣測傳感器來準(zhǔn)確的感應(yīng)攝像機(jī)的晃動(dòng)，對(duì)選用慣測傳感器的速度、精度、誤差進(jìn)行了分析，以確保其能滿足系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、精確度要求。
　　最后根據(jù)穩(wěn)像系統(tǒng)的功能需求，設(shè)計(jì)出系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及硬件電路。包括硬件系統(tǒng)所必須的與外部接口模塊、配置模塊、傳感器模塊和一些輔助模塊。并基于FPGA設(shè)計(jì)了控制模塊、算法模塊以及算法流程。
　　該設(shè)計(jì)利用FPGA實(shí)現(xiàn)圖像穩(wěn)像