[發明專利]基于分層塊匹配的實時數字視頻穩像方法

有效

• 申請號: 201210138341.6
• 申請日: 2012-05-07
• 公開（公告）號: CN102665033A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 湯博;王林;黎鴻
• 申請（專利權）人: 長沙景嘉微電子有限公司
• 主分類號: H04N5/21
• 分類號: H04N5/21;H04N5/14;H04N5/232
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明主要涉及一種圖像處理方法，具體指一種基于分層塊匹配的實時數字視頻穩像方法。?

背景技術

隨著攝像設備應用的日益廣泛，攝像平臺變得越來越多樣化。通過車載攝像系統、手持攝影設備、飛機或者艦船攝影平臺等得到的視頻信號往往會因為攝像機的運動而發生抖動。視頻抖動不僅會影響視覺效果，容易使觀看者產生暈眩進而導致誤判和漏判，并且給進一步的圖像處理帶來困難。如何將這些視頻信號轉化為高質量的穩定視頻具有重要的理論意義和實用價值。?

按視頻穩像原理來分，常用的穩像裝置可以分為三類：機械式穩像，光學穩像和電子穩像。電子穩像作為一種新型穩像技術，較之傳統的陀螺儀穩像，減震裝置穩像及光學穩像等具有結構簡單，設備體積小，價格低，功耗小等明顯優勢。?

電子穩像系統的算法包括塊匹配算法，代表點匹配算法，灰度投影算法，位平面匹配算法，光流場法，頻域估計法等等。其中塊匹配算法以算法實現簡單，復雜度低，工業應用程度廣泛著稱，但傳統的塊匹配算法存在以下兩點主要問題：首先是搜索精度與算法時間復雜度間的矛盾，其次為視頻圖像全局運動與局部運動的區分問題。?

發明內容

本發明針對傳統塊匹配穩像算法的問題，提供了一種基于分層塊匹配的實時數字視頻穩像方法。?

其包括如下步驟：首先對輸入亮度分量圖像進行下采樣處理；然后對亮度分量下采樣圖像內M個搜索塊進行設定范圍的全搜索，輸出各搜索塊運動矢量及SAD統計信息；根據亮度分量下采樣圖像各搜索塊SAD統計信息判斷其運動矢量有效性，再對有效搜索塊運動信息統計“運動方向”與“運動大小”相似度，選取相似度最高者作為最佳運動矢量并輸出；將亮度分量下采樣圖像最佳運動矢量在亮度分量原始圖像等比例放大后，進一步做設定范圍求精全搜索，并輸出亮度分量原始圖像最終運動矢量；對一定時間間隔內亮度分量原始圖像運動軌跡低?通平滑濾波，并計算輸出最終圖像補償量；根據最終圖像補償量對當前圖像進行補償；?

與現有的塊匹配穩像技術相比，本發明優點在于：1、計算復雜度低。采用分層快匹配，大范圍搜索工作在下采樣圖像中進行，而原始圖像僅進行小范圍精細搜索，大幅降低計算復雜度；2、搜索精度高。在下采樣圖像與原始圖像中均采用全搜索，保證運動矢量精確性；3、有效區分全局運動與局部運動，提高穩像的主客觀性能。選取合適的搜索塊大小，并通過SAD統計信息及運動矢量相似程度選取最優下采樣圖像運動矢量。?

附圖說明

圖1為基于分層塊匹配的實時數字視頻穩像方法整體流程圖，?

圖2為下采樣圖像最佳運動矢量選取流程圖；?

圖3為FIR低通濾波示意圖；?

具體實施方式

以下將結合附圖和具體實施例對本發明做進一步詳細說明。如圖1所示，本發明的基于分層塊匹配的實時數字視頻穩像方法包括以下步驟：?

第一步，輸入圖像預處理。?

分別在水平及垂直方向對輸入圖像亮度分量進行N倍下采樣處理。?

第二步，下采樣圖像運動搜索。?

在下采樣圖像中分別對M個搜索塊進行設定范圍的全搜索，在搜索過程中統計SAD相關信息，并與運動矢量一起輸出。具體步驟如下：?

步驟1，在參考下采樣圖像中對各搜索塊進行全搜索。?

設搜索窗口寬為SW，高為SH，搜索塊寬為BW，高為BH，待搜索位置總數為SCAND，搜索塊內像素點數目為PNUM，則?

SCAND＝SW×SH

PNUM＝BW×BH。?

全搜索塊匹配準則為SAD：?