無(wú)人機(jī)高清視頻電子穩(wěn)像算法研究.pdf

1、近年來(lái)，無(wú)人機(jī)以其部署快速靈活、多任務(wù)屬性以及高性價(jià)比等特點(diǎn)逐漸成為各國(guó)的研究熱點(diǎn)。無(wú)人機(jī)應(yīng)用廣泛，在民用及軍用領(lǐng)域均發(fā)揮著重要的作用。視頻監(jiān)控在無(wú)人機(jī)完成對(duì)地實(shí)時(shí)觀測(cè)等任務(wù)中是不可或缺的。無(wú)人機(jī)飛行過(guò)程中存在著隨機(jī)晃動(dòng)、機(jī)身抖動(dòng)和動(dòng)作突變等因素會(huì)造成所獲取的視頻圖像出現(xiàn)模糊、突變等不穩(wěn)定現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了視頻監(jiān)控的效果。當(dāng)前，高清視頻已十分普遍，具有高分辨率和監(jiān)控范圍廣等特點(diǎn)。因此，使用電子穩(wěn)像技術(shù)來(lái)進(jìn)行高清圖像的穩(wěn)定，在無(wú)人機(jī)視頻監(jiān)控

2、領(lǐng)域有著較好的應(yīng)用前景。
　　本文針對(duì)無(wú)人機(jī)視頻監(jiān)控中的電子穩(wěn)像技術(shù)開(kāi)展了相關(guān)研究工作，主要包括運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)與提取、運(yùn)動(dòng)矢量濾波和運(yùn)動(dòng)矢量補(bǔ)償?shù)热齻€(gè)部分。綜合運(yùn)用灰度投影匹配法和圓周投影匹配法對(duì)無(wú)人機(jī)視頻圖像的平移運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)，提取幀間運(yùn)動(dòng)矢量。根據(jù)無(wú)人機(jī)視頻圖像的特點(diǎn)，對(duì)基于Kalman濾波器的Sage-Husa自適應(yīng)濾波器進(jìn)行了改進(jìn)，將成像載荷的主動(dòng)運(yùn)動(dòng)和隨機(jī)抖動(dòng)區(qū)分出來(lái)。通過(guò)濾波消除隨機(jī)抖動(dòng)產(chǎn)生的幀內(nèi)模糊，獲得

3、更為有效的運(yùn)動(dòng)矢量。對(duì)多矢量平均算法進(jìn)行了進(jìn)一步的改進(jìn)，利用改進(jìn)算法對(duì)幀間運(yùn)動(dòng)矢量做出補(bǔ)償。該算法在改進(jìn)后，當(dāng)視頻圖像出現(xiàn)噪聲或幀間光照、灰度、對(duì)比度變化較大的情況下仍具有良好的補(bǔ)償效果。在對(duì)以上算法進(jìn)行仿真驗(yàn)證基礎(chǔ)上，基于DSP技術(shù)，開(kāi)展了嵌入式系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)工作?；赥I公司的高速DM6467片上系統(tǒng)，對(duì)Linux系統(tǒng)進(jìn)行了移植，運(yùn)用達(dá)芬奇技術(shù)和高清視頻編解碼技術(shù)，并對(duì)上述算法進(jìn)行優(yōu)化，降低了算法復(fù)雜度，使其能夠在該系統(tǒng)上對(duì)無(wú)人機(jī)監(jiān)控