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(tái)變得越來(lái)越多樣。通過(guò)車(chē)載攝像系統(tǒng)、手持?jǐn)z影設(shè)備、飛機(jī)或者艦船攝影平臺(tái)等得到的視頻信號(hào)往往會(huì)因?yàn)閿z像機(jī)的運(yùn)動(dòng)而發(fā)生抖動(dòng)(包括平移和旋轉(zhuǎn))。視頻抖動(dòng)不僅會(huì)影響視覺(jué)效果，容易使觀(guān)看者產(chǎn)生暈眩進(jìn)而導(dǎo)致誤判和漏判，并且給進(jìn)一步的圖像分析帶來(lái)困難。可見(jiàn)，如何將這些視頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為高質(zhì)量的穩(wěn)定視頻具有重要的應(yīng)用價(jià)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(duì)輸入的圖像幀序列的處理過(guò)程分為運(yùn)

2、動(dòng)矢量估計(jì)和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償兩個(gè)階段。傳統(tǒng)的電子穩(wěn)像算法通常只能進(jìn)行平移運(yùn)動(dòng)估計(jì)，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(duì)平移運(yùn)動(dòng)估計(jì)有很好效果，但無(wú)法進(jìn)行旋轉(zhuǎn)角度的估計(jì)，因而傳統(tǒng)電子穩(wěn)像系統(tǒng)處理有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)估計(jì)算法。本文對(duì)上述兩種旋轉(zhuǎn)穩(wěn)像算法進(jìn)行了研究和仿真對(duì)比，后一種方法是本文研究的重點(diǎn)。
　　本文針對(duì)基

3、于仿射模型的運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法提出了三種改進(jìn)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(lái)估計(jì)局部運(yùn)動(dòng)矢量。三個(gè)方案得到的局部運(yùn)動(dòng)矢量均通過(guò)仿射變換模型求取全局平移和旋轉(zhuǎn)量，然后對(duì)圖像進(jìn)行補(bǔ)償。
　　算法驗(yàn)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(jī)模擬的帶有平移和旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)的視頻序列圖。利用編寫(xiě)的算法程序完成了對(duì)仿真序列圖像的處理，實(shí)現(xiàn)了所論述的