[發(fā)明專利]一種基于在線全變差優(yōu)化的視頻穩(wěn)定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710007004.6
• 申請日: 2017-01-05
• 公開（公告）號: CN106878612B
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發(fā)明（設計）人: 吳金亮;陳金勇;彭會湘;劉天;張磊
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十四研究所;北京理工大學
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于在線全變差優(yōu)化的視頻穩(wěn)定方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一、對于抖動視頻，根據(jù)相鄰兩幀多個對應特征點的位置關系，對下述等式(1)進行計算獲得相鄰兩幀的單應性變換矩陣F以得到視頻幀之間的運動變換模型：

其中，(x′,y′,1)^T和(x,y,1)^T分別為二維平面點(x′,y′)和(x,y)的齊次坐標形式；(x′,y′)為抖動視頻第t個圖像幀I_t(t＝1,2,…,n，n表示圖像幀的數(shù)量)的特征點(x,y)通過光流法得到的其在第t+1個圖像幀I_t+1中的對應位置；a、b、c、d、e、f、g、h為構成F的8個矩陣元素；

步驟二、通過下式計算抖動視頻的相機路徑{C₁，C₂，…，C_t…，C_n}：

C_t＝F₁F₂···F_t；其中t＝2,…,n；

其中，C₁＝F₁＝I，I表示單位矩陣；F_t表示視頻幀I_t-1與下一幀I_t之間的變換矩陣，通過步驟一得到；C_t表示I_t時的相機路徑；

步驟三、通過對下述整體多元全變差優(yōu)化目標函數(shù)E(P)求解獲得整體相機路徑的優(yōu)化路徑{P₁，P₂，…，P_t…，P_n}：

其中，P′_m＝{P_1,m,P_2,m,…,P_t,m,…,P_n,m}，表示視頻所有幀對應的優(yōu)化路徑的第m維參數(shù)的集合，C′_m＝{C_1,m,C_2,m,…,C_t,m,…,C_n,m}，表示視頻的所有幀在相機路徑的第m維參數(shù)的集合，m∈{1，M}；P_t,m和C_t,m表示視頻的第t幀在相機路徑的第m維參數(shù)上的取值，P′_m,t是計算過程中相機路徑的第m維參數(shù)上的取值；C表示通過步驟二得到的原始相機路徑，P表示本步驟需要求解的優(yōu)化后的平滑相機路徑，M為相機路徑的維數(shù)，n為視頻的總幀數(shù)；λ為E_d(P)和E_v(P)這兩項的一個平衡參數(shù)，用來控制變分項所占的比重，從而保證優(yōu)化后的相機路徑既保持穩(wěn)定，同時又不會與原始路徑相差太大；

步驟四、通過將步驟三得到的優(yōu)化路徑上某一點的數(shù)值取其前后各k點的平均值對相機路徑進行平滑，即：

其中，i＝k+1,k+2,…,n-k；

當1≤i≤k時，

當n-k<i≤n時，

其中，ω_i,t為權重系數(shù)；

步驟五、根據(jù)步驟四平滑后的相機路徑對抖動視頻中的圖像幀通過以下變換生成穩(wěn)定幀：

I′_t＝I_tB_t；

其中，I′_t表示穩(wěn)定幀，B_t為從抖動視頻幀到穩(wěn)定視頻幀的變換矩陣，通過平滑后的相機路徑與原始相機路徑得到：

B_t＝C_t^-1P_t。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于在線全變差優(yōu)化的視頻穩(wěn)定方法，其特征在于：所述步驟一中特征點為Harris角點或者SIFT特征點。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于在線全變差優(yōu)化的視頻穩(wěn)定方法，其特征在于：所述步驟一中特征點的檢測采用Shi-Tomasi算法實現(xiàn)。