[發(fā)明專利]一種基于景像配準(zhǔn)技術(shù)的視頻穩(wěn)像方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110411064.7
• 申請(qǐng)日: 2011-12-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102547066A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鞠怡明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州科雷芯電子科技有限公司
• 主分類號(hào): H04N5/14
• 分類號(hào): H04N5/14;H04N5/21
• 代理公司: 杭州杭誠(chéng)專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種圖像處理技術(shù)，尤其涉及一種基于景像配準(zhǔn)技術(shù)的視頻穩(wěn)像方法。

背景技術(shù)

攝像機(jī)在許多應(yīng)用場(chǎng)合會(huì)發(fā)生抖動(dòng)，如交通路口的攝像機(jī)會(huì)由于刮風(fēng)發(fā)生抖動(dòng)，工業(yè)監(jiān)控中會(huì)由于機(jī)床等設(shè)備工作而發(fā)生震動(dòng)，車載攝像機(jī)會(huì)因行車而發(fā)生抖動(dòng)，等等。由于攝像機(jī)發(fā)生震動(dòng)或抖動(dòng)，使視頻圖像不穩(wěn)定，需要進(jìn)行穩(wěn)像處理。

不穩(wěn)定的圖像容易使觀察者的視覺(jué)感到疲勞，在特種交通工具的視頻監(jiān)視系統(tǒng)中還容易導(dǎo)致事故的發(fā)生。相反，穩(wěn)定的視頻圖像可以更好地表現(xiàn)圖像細(xì)節(jié)，從而提高視頻監(jiān)視的質(zhì)量。同時(shí)，穩(wěn)定的圖像為后端的數(shù)字視頻記錄設(shè)備提供了更有利于壓縮的視頻源，能夠大幅提高壓縮比，可以在相同的碼流下獲得更高質(zhì)量的壓縮后的圖像，節(jié)省了傳輸信道的帶寬，提高了通信系統(tǒng)的效率。

穩(wěn)像的方法有多種，可以通過(guò)機(jī)械、光學(xué)、電子等方式對(duì)圖像的抖動(dòng)或震動(dòng)等影響進(jìn)行矯正。其中，電子穩(wěn)像技術(shù)具有易于操作、更精確、更靈活、體積小以及價(jià)格低、功耗小等特點(diǎn)，被應(yīng)用在多種場(chǎng)合。由于電子穩(wěn)像要面臨如何利用圖像信息區(qū)分?jǐn)z像機(jī)的晃動(dòng)和攝像機(jī)的正常掃描運(yùn)動(dòng)等問(wèn)題，處理起來(lái)過(guò)程繁瑣、計(jì)算量大。此外，電子穩(wěn)像雖然具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但是由穩(wěn)像原理可知，穩(wěn)定圖像的晃動(dòng)量將以損失部分圖像信息為代價(jià)，這在一定程度上限制了電子穩(wěn)像的使用范圍。

公開(kāi)日為2010年04月07日、公開(kāi)號(hào)為CN101692692A的專利文獻(xiàn)公開(kāi)了這種技術(shù)方案，一種電子穩(wěn)像方法,可對(duì)待處理視頻文件的每個(gè)單幀圖像均主要進(jìn)行如下處理：對(duì)當(dāng)前幀圖像的幀間運(yùn)動(dòng)矢量進(jìn)行平滑處理,得到當(dāng)前幀圖像的平滑運(yùn)動(dòng)矢量，進(jìn)一步得到當(dāng)前幀圖像的抖動(dòng)運(yùn)動(dòng)矢量變量；將從預(yù)設(shè)的起始幀圖像到每個(gè)單幀圖像的前一幀圖像所累加得到的抖動(dòng)運(yùn)動(dòng)矢量變量之和,作為每個(gè)單幀圖像的抖動(dòng)運(yùn)動(dòng)矢量,以對(duì)每個(gè)單幀圖像進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償,最終獲得處理后的穩(wěn)定的視頻文件，等等。該方案的不足之處在于處理過(guò)程繁瑣，計(jì)算量不小，可處理的抖動(dòng)范圍小，而且對(duì)圖像進(jìn)行轉(zhuǎn)換過(guò)程中影響了圖像質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種基于景像配準(zhǔn)技術(shù)的視頻穩(wěn)像方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中計(jì)算方法復(fù)雜，處理過(guò)程繁瑣、損傷圖像質(zhì)量，可以穩(wěn)定的抖動(dòng)范圍小等技術(shù)問(wèn)題，它具有計(jì)算方法簡(jiǎn)單圖像移動(dòng)平穩(wěn)、穩(wěn)像效果好、不損傷原有圖像質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的，一種基于景像配準(zhǔn)技術(shù)的視頻穩(wěn)像方法，包括：

1）??????????設(shè)定圖像幀中央的一個(gè)區(qū)塊為顯示子圖，它取自圖像幀，并且與圖像幀顯示在同一畫面中；

2）??????????以前一圖像幀的顯示子圖為配準(zhǔn)模板；

3）??????????將當(dāng)前圖像幀與前一圖像幀做配準(zhǔn)計(jì)算，在當(dāng)前圖像幀中尋找與前一圖像幀中相匹配的顯示子圖；

4）??????????將匹配的顯示子圖作為當(dāng)前圖像幀的顯示子圖，并將該顯示子圖作為新配準(zhǔn)模板，供下一圖像幀配準(zhǔn)計(jì)算時(shí)使用；

5）??????????對(duì)前面多幅圖像幀的顯示子圖坐標(biāo)值相對(duì)于各自圖像幀的坐標(biāo)值做累計(jì)并計(jì)算運(yùn)動(dòng)平均值，以運(yùn)動(dòng)平均值調(diào)整顯示子圖在當(dāng)前圖像幀的位置。

在未做穩(wěn)像時(shí)，如圖1所示，顯示子圖與圖像幀同時(shí)震動(dòng)，所謂震動(dòng)是外界因素引起的攝像機(jī)抖動(dòng)，在短時(shí)間內(nèi)震動(dòng)是往復(fù)的，這不同于移動(dòng)。為了達(dá)到視覺(jué)穩(wěn)定，必須使顯示子圖相對(duì)于圖像幀等幅度逆向震動(dòng)，從而達(dá)到視覺(jué)上不動(dòng)的效果。

該方案首先在不晃動(dòng)期確定顯示子圖的位置，然后將此顯示子圖設(shè)為模板，新圖像幀到來(lái)后，在當(dāng)前圖像中尋找模板圖像，把找到的模板圖像作為顯示子圖，而不是以本幀圖像作為顯示圖像。這時(shí)找到的顯示子圖的位置在圖像幀中是不確定的，這個(gè)不確定性是由于攝像機(jī)的抖動(dòng)造成的。使用運(yùn)動(dòng)平均值確定顯示子圖坐標(biāo)位置后，就實(shí)現(xiàn)了雖然圖像晃動(dòng)，但是顯示子圖不晃動(dòng)，且可以隨攝像機(jī)拍攝場(chǎng)景的移動(dòng)而移動(dòng)的目的。

其中，通過(guò)圖像幀顯示子圖配準(zhǔn)計(jì)算，對(duì)原始圖像幀沒(méi)有任何畫質(zhì)損傷，保持了原有圖像質(zhì)量；根據(jù)前多幅圖像幀顯示子圖在圖像幀中的坐標(biāo)平均值來(lái)修正顯示子圖的位置是利用了晃動(dòng)是左右或上下往返運(yùn)動(dòng)的，其坐標(biāo)的平均值會(huì)將往返運(yùn)動(dòng)量消除，只保留了攝像機(jī)正常移動(dòng)的位移量，其穩(wěn)像處理過(guò)程簡(jiǎn)潔，計(jì)算過(guò)程大幅簡(jiǎn)化，減小了處理過(guò)程的計(jì)算量。

作為優(yōu)選，方案中前面多幅圖像幀是不包括當(dāng)前圖像幀的前面多個(gè)圖像幀。

作為優(yōu)選，方案中多幅圖像幀是從當(dāng)前圖像幀算起的前面30個(gè)圖像幀。