抖動視頻的電子穩(wěn)像技術(shù)研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著視頻攝像技術(shù)在人們?nèi)粘Ｉ钪械膹V泛應(yīng)用，穩(wěn)像技術(shù)也逐漸開始成為人們注意的焦點。在攝像的過程中，無論是手持拍攝設(shè)備，還是其他裝載攝像設(shè)備，常會因為載體的抖動，使在拍攝的視頻中，觀察目標(biāo)在圖像中的位置劇烈抖動，從而使觀察者感覺疲勞，影響觀察者的判斷力和觀察的精度。因此需要對視頻進行穩(wěn)像處理。近年來，圖像傳感器技術(shù)、大規(guī)模集成電路技術(shù)、現(xiàn)代信號處理技術(shù)的迅猛發(fā)展，使得穩(wěn)像技術(shù)逐漸步入電子穩(wěn)像的發(fā)展方向。電子穩(wěn)像的目的是解決視頻各幀圖像之間

2、的不穩(wěn)定問題，它通過檢測視頻序列各幀圖像間的相對運動矢量，采用圖像處理技術(shù)矯正圖像，輸出穩(wěn)定的圖像序列。
　　為提高抖動視頻電子穩(wěn)像系統(tǒng)的穩(wěn)定效果和處理速度，本文以電子穩(wěn)像系統(tǒng)中核心的運動估計模塊和平滑濾波模塊為研究重點，結(jié)合抖動視頻中圖像序列旋轉(zhuǎn)和平移抖動劇烈而縮放運動不明顯的特點，以保持對旋轉(zhuǎn)抖動的處理效果為前提，以降低系統(tǒng)計算復(fù)雜度為目的，提出了一種基于Harris角點和改進Hu矩的電子穩(wěn)像算法。本文的主要工作有:
　

3、　第一，本文提出了一種基于Harris角點和改進Hu矩的電子穩(wěn)像算法。算法先檢測視頻每幀圖像的Harris角點作為特征點，并計算其鄰域圖像的改進的Hu幾何不變矩作為對應(yīng)的特征向量，再以仿射變換為模型，通過特征點的匹配計算前后幀的相對運動參數(shù)，從而計算出圖像序列的運動軌跡，然后加以相應(yīng)的運動平滑補償，最后得出保留鏡頭正常運動信息的穩(wěn)定的視頻圖像序列。
　　第二，通過仿真對比實驗，評估本文提出算法的性能。本文選取具有代表性的基于Har

4、ris角點塊特征匹配算法和基于SIFT(Scale Invariant Feature Transform)特征的穩(wěn)像算法作為比較對象，在Matlab平臺進行仿真實驗，從特征匹配準(zhǔn)確率、算法復(fù)雜度、特征檢測用時、特征描述用時以及特征匹配用時等方面對算法性能進行了對比分析。
　　第三，結(jié)合實際應(yīng)用需求，編寫了軟件系統(tǒng)中電子穩(wěn)像應(yīng)用的核心算法模塊代碼。本文基于OpenCV計算機視覺庫，用C/C++編寫了電子穩(wěn)像應(yīng)用中運動估計、平滑濾波

5、和運動補償模塊的核心代碼，在Linux系統(tǒng)中實現(xiàn)了程序應(yīng)用，并針對Android上的電子穩(wěn)像應(yīng)用設(shè)計了程序?qū)哟慰蚣芎徒涌诙x，移植了核心算法模塊的程序代碼，為進一步實現(xiàn)手持Android設(shè)備上的電子穩(wěn)像應(yīng)用提供了框架基礎(chǔ)和核心代碼支持。
　　本文實驗表明，在視頻圖像幀間存在旋轉(zhuǎn)、平移和輕微縮放的情況下，本文算法能有效降低特征匹配的計算量，且保持良好的匹配效果。而本文編寫的基于OpenCV的C/C++核心代碼以及Linux下的應(yīng)用程