[發明專利]基于立體視覺匹配的圖像采集抖動消除方法及裝置

在審

• 申請號: 201410856581.9
• 申請日: 2015-08-02
• 公開（公告）號: CN104506775A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 何明;程俊;王鵬
• 申請（專利權）人: 深圳先進技術研究院
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232;G06T7/00
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 張全文

技術領域

本發明屬于智能終端及圖像處理領域，尤其涉及一種基于立體視覺匹配的圖像采集抖動消除方法及裝置。

背景技術

隨著生活水平不斷地提高，目前圖像采集、手機拍照已經成為人們生活必不可少的一部分。但由于拍攝技術以及外界物體運動等影響，徒手拍照的圖像可能會出現抖動模糊等現象，這時人們往往會借助外界的固定平衡裝置，如三腳架、位移檢測傳感單元等來輔助拍攝圖像。通過額外的輔助工具，雖然可以有效地解決圖像采集防抖動的問題，但同時也給拍攝帶來不便，必須隨身攜帶龐大的工具。后期圖像處理的方法，使得拍攝不借助外界的工具的前提下也可以解決抖動模糊的問題。有時候人們拍攝時會同時拍攝幾張，但這樣在不同時刻拍攝的圖片由于徒手的抖動問題，往往會給拍攝圖像帶來很明顯的抖動。

隨著科技水平的不斷提高，手持移動設備都具有了相機拍攝的功能，相機獲取圖像的過程是外部場景的光線通過光學鏡頭聚焦在圖像傳感器上形成光學圖像，并通過一定時間的積分，使得光學圖像轉化為數字圖像。在這個過程中，必須保持光學圖像在圖像傳感器上的靜態性，否則獲得積分圖像就會發生模糊抖動，影響圖像質量。，前業界采用圖像拍攝抖動去除主要光學防抖以及電子防抖。

專利CN200510108036.2與CN200510108037.7通過獲取幀間圖像的全局相對運動矢量來判斷當前圖像是否存在抖動，并通過此全局相對運動矢量對圖像進行抖動補償。專利CN200910188891.7以及專利CN201210013718.5分別提出使用加速度計以及位移檢測傳感單元來檢測相機是否存在抖動問題，最后根據檢測發生的抖動位移來修正圖像抖動發生的變化，但這種方法需要額外的硬件輔助，增大了方案成本設計。專利CN201010526514通過控制快門閾值的控制以及對圖像進行濾波降噪處理來改善圖像抖動模糊質量，但這種方法只適合單幀圖像的抖動問題消除。

目前大部分現有技術均是針對相機拍攝防抖動的問題是基于單幅圖像抖動模糊來解決的，但有時用戶需要手持拍照連續幾幀圖像或者動態的視頻，這時如果通過徒手拍攝圖像，往往很容易發生抖動的現象，這也是手持設備拍照最大問題之一。

發明內容

本發明實施例的目的在于提供一種基于立體視覺匹配的圖像采集抖動消除方法及裝置，其解決現有技術的無法解決多幀圖像抖動的問題。

本發明實施例是這樣實現的，一方面，提供一種基于立體視覺匹配的圖像采集抖動消除方法，所述方法包括：

采用FAST特征點檢測提取前后兩幀圖像的特征興趣點；

采用基于ORB描述子的方案匹配前后兩幀圖像的FAST特征興趣點；

根據匹配的特征點利用歸一化八點法求解出前后幀間圖像相機的旋轉移動的轉換矩陣F；

由轉換矩陣F修正抖動后帶來的偏移得到修正后的圖片。

可選的，所述采用FAST特征點檢測提取前后兩幀圖像的特征興趣點具體包括：

采用FAST特征點檢測獲取候選特征點后，在以候選特征點為圓心，預設半徑的圓周周圍每隔90度角提取4個點，獲取提取的4個點灰度值與候選特征點灰度值之差；如四個差值中至少三個差值大于灰度閾值，則保留該候選特征點，否則，刪除該候選特征點。

另一方面，提供一種基于立體視覺匹配的圖像采集抖動消除裝置，所述裝置包括：

提取單元，用于采用FAST特征點檢測提取前后兩幀圖像的特征興趣點；

匹配單元，用于采用基于ORB描述子的方案匹配前后兩幀圖像的FAST特征興趣點；

求解單元，用于根據匹配的特征點利用歸一化八點法求解出前后幀間圖像相機的旋轉移動的轉換矩陣F；

修正單元，用于由轉換矩陣F修正抖動后帶來的偏移得到修正后的圖片。

可選的，所述提取單元具體用于

采用FAST特征點檢測獲取候選特征點后，在以候選特征點為圓心，預設半徑的圓周周圍每隔90度角提取4個點，獲取提取的4個點灰度值與候選特征點灰度值之差；如四個差值中至少三個差值大于灰度閾值，則保留該候選特征點，否則，刪除該候選特征點。

在本發明實施例中，本發明提供的技術方案基于FAST特征點以及ORB描述子匹配的算法運算效率非常高，在嵌入式設備如手機、平板電腦等有限的內存空間存儲以及計算資源的產品中擁有很好的應用前景。本發明提出的立體視覺匹配算法計算復雜度非常低，在運行效率方面有著很大的優勢。通過立體視覺匹配的圖像抖動修正，可以有效地解決徒手拍攝照片或視頻不穩定的問題，在未來的圖像采集等方面有著很大的應用前景。

附圖說明