基于分块灰度投影的无人飞行器视频稳像方法

针对传统灰度投影算法局部运动影响全局运动矢量估计精度的问题,结合无人飞行器航摄视频图像的特点,提出一种适用于无人飞行器的视频稳像方法. 该方法将图像划分为若干子区域,剔除灰度特征不明显和物体局部运动等影响全局运动估计精度的子区域,对保留的子区域分别采用灰度投影法计算运动矢量,由局部运动估算出图像的全局运动矢量,经过运动决策,将运动补偿矢量应用于图像补偿,获得稳定的视频图像. 对真实无人飞行器航摄视频稳像实验结果表明,该算法稳像准确度与块匹配全搜索算法相当,而单帧稳像时间只有块匹配全搜索算法的1/3,在准确性和实时性方面均优于传统灰度投影算法.      

一种基于卡尔曼滤波的数字稳像算法

经典卡尔曼滤波算法对存在复杂有意扫描运动的视频进行数字稳像时,稳像后的图像帧会出现较大未定义区域,为了解决该问题,文章提出了一种改进的数字稳像算法,并采用块匹配法估计相邻两帧图像的全局运动矢量,使用卡尔曼滤波器对全局运动矢量进行滤波,构造表征未定义区域大小的偏差量,并与滤波器残差相加作为新的残差,根据偏差的大小及其变化,采用模糊控制的方法控制偏差值对新残差的影响。实验结果表明,该方法能够有效滤除视频中的高频和低频抖动噪声,同时明显减小稳像后视频帧的未定义区域。     

基于分区灰度投影稳像的运动目标检测算法

针对视频监控系统中,复杂环境引起摄像机抖动,造成运动目标检测不准确的问题,提出了一种基于分区灰度投影稳像的运动目标检测算法.首先对每帧图像进行分区,利用分区灰度投影算法对图像各分区的运动矢量进行准确提取和相关性分析,进行抖动判断,并对抖动帧进行运动补偿.然后利用高斯混合背景建模算法进行运动目标提取.最后对目标提取结果进行形态学处理,以进一步提高目标提取的精度.实验结果表明,本文算法较好地消除了场景中运动目标对运动矢量计算的干扰,实现了在摄像机抖动视频场景中的运动目标的准确检测和提取,大大降低了抖动视频目标检测的虚警率.     

基于CUDA 和卡尔曼预测的实时电子稳像方法

针对传统电子稳像方法无法实现视频的实时处理的问题, 提出以SURF(Speed Up Robust Features)配准算法为基础, 基于CUDA(Compute Unified Device Architecture)编程实现算法的加速, 并利用卡尔曼预测器进行实时预测。算法利用CUDA 并行编程实现帧间特征点的提取和配准, 获得帧间运动矢量; 利用卡尔曼预测器获得稳定后的运动矢量, 实现对当前帧的运动矢量的补偿, 以达到实时稳像的目的。仿真实验结果表明, 该方法可有效去除视频帧间的抖动, 稳像效果良好, 实现了视频的实时处理。     

基于Harris-LM全局运动估计的电子稳像算法研究

全局运动估计用途非常广泛,但是由于全局运动估计计算量大、噪声多等因素使得它很难在实时应用中使用.为了减少全局运动估计的计算量,提高全局运动估计的速度,选取Harris角点进行计算.基于LM(Lev-enberg-Marquardt)全局运动估计的思想,提出一种去除图像画面抖动的算法.通过LM算法估计全局运动参数,从而获得参考帧和当前帧之间的全局运动矢量.然后采用Kalman滤波的方法,一方面较好地平滑运动矢量以降低视频抖动,另一方面有效跟随摄像系统的有意扫描运动.最终进行运动补偿,以达到输出稳定图像的目的.实验结果表明,该算法能较好地实现图像序列的稳定.     

一种基于角点特征的数字稳像算法研究

针对复杂背景情况，提出一种基于角点特征的车载视频图像序列数字稳像算法．采用改进的Harris算子提取特征点，根据三级匹配策略实现对应点的匹配；建立参考图像与当前图像的映射关系，采用最小二乘解得到图像帧间的全局运动参数；最后利用Kalman滤波平滑运动参数，实现帧间的实时运动补偿，达到稳像目的．实验结果表明该方法去除了高频抖动，较好的保留了摄像机的主动运动，稳像后的视频具有良好的视觉效果．     

舰船图像序列的电子稳像技术

针对船载摄像系统获取的图像序列抖动的问题,提出一种基于信息融合的电子稳像方法,对因风浪作用产生晃动的视频图像序列进行稳定处理,使输出的视频图像序列稳定而清晰.基于信息融合的电子稳像方法是指在运动估计过程中,对于传感器获取的运动矢量与软件算法获取的运动矢量进行信息融合,得到更为准确和有效的运动矢量,并对视频图像序列进行补偿的一种方法.给出采用软件方法、硬件方法和信息融合3种方法获取运动矢量,进行补偿得到的结果.与参考图像进行比较分析,结果表明信息融合的方法可以使稳定精度大大提高,更适合人眼观察.     

基于运动矢量的视频去抖动算法

采用新的几何分析方法建立了视频去抖动处理的数学模型,提出一种基于运动矢量的视频去抖动算法.采用新的快速M鲁棒估计法获得摄像机全局运动参数集;滤波该参数集滤除随机抖动带来的运动噪声.为了提高算法的可靠性,在全局运动估计之前对原始运动矢量进行了时空滤波;在运动校正阶段,引入了"重同步"机制防止差错累积.实验表明,该算法具有良好的去抖动效果,能够用于实时处理.     

基于MEMS陀螺仪的电子稳像算法

针对电子稳像运动估计过程中,特征匹配方法存在匹配误差以及3D运动估计方法计算复杂等问题,提出一种基于MEMS(Micro-electro-mechanical system)陀螺仪的电子稳像算法。首先,利用MEMS陀螺仪估计相机旋转抖动量,利用尺度不变特征变换方法SIFT(Scale-invariant feature transform)估计相机平移抖动量;其次,利用滤波技术对平移及旋转运动矢量平滑滤波处理;然后,对视频序列的高频率旋转及平移抖动量进行运动补偿;最后,利用图像拼接技术去除运动补偿后的图像边缘"黑边"。实验结果表明,该算法对于相邻图像帧的抖动补偿准确性较高,处理效果较好,减少了系统的计算复杂度。     

基于FAST-9角点与光流法的机载视频稳像算法

针对机载视频图像受载体姿态运动及抖动而出现的不稳定现象,提出FAST-9角点与光流法结合的电子稳像算法。首先对参考帧提取FAST-9角点,利用光流法在当前帧找到匹配特征点以求取帧间运动矢量。采用卡尔曼滤波计算出补偿分量,对各帧图像进行运动补偿。经过稳像前后的视频序列帧间差值对比可知,很好地去除了视频序列的抖动。     

车载视频系统中基于半像素级搜索的电子稳像算法

在车载视频监控与通信系统中,摄像机抖动引起图像序列的不稳定,直接影响监控效果。因此,电子稳像技术在车载视频监控与通信系统中的重要性和必要性十分显著。在简单分析了基于整像素级搜索的几种电子稳像算法的准确性和实时性后,改进了基于半像素级搜索的电子稳像算法,仿真实验结果表明改进算法在准确度和实时性上得到一个很好的权衡。     

折反射全景侦察系统电子稳像技术研究

提出一种有效的车载折反射全景侦察系统电子稳像算法,通过分析系统成像原理和应用环境以及现有电子稳像算法的一般流程,提出稳像方案,并建立了稳像模型;根据稳像模型估计运动参数时,针对图像中包含运动物体的情况提出了相似度阈值法;为了防止过稳现象提出了过稳阈值法,为了平滑图像序列采用了Kalman滤波.数值实验结果表明,该算法能明显减轻序列抖动显现,在一定分辨率下能实时扫描真实场景.     

六旋翼飞行平台的视频稳像技术

低空飞行器监控平台在突发事件现场往往面临恶劣环境以及飞行器自身抖动影响监控质量的挑战,而现有的视频稳像技术无法很好地解决较大场景变化和显著景深影响的问题。该文针对六旋翼低空监测平台在复杂环境下应急视频监控稳像的难点,提出了一种基于运动分解估算和混合基准帧比照的视频稳像算法。基于运动分解估算的运动估计算法利用矩阵分解原理,将全局运动分解成帧间运动和前帧运动的合成,保证了场景快速变化条件下运动估计的准确性和时效性。混合基准帧比照方法运用基于阈值设定的形式,综合考虑计算误差和稳像连续性两方面的因素,寻找较为平衡的基准帧更新算法,有效地解决了视频景深影响造成的误差。实验结果表明:该算法提高了运动估计的准确率和计算效率,可满足六旋翼飞行器监控视频的稳像要求。     

视频抖动矫正中全局运动参数的估计

手持式终端拍摄视频时因为人手的抖动会出现画面不稳定现象。为稳定视频画面,提高视频的主观质量,提出了一种视频抖动矫正算法。该算法采用圆形块匹配获得当前帧像素的局部运动矢量。用迭代最小二乘法求解使用局部运动矢量和运动模型建立的线性参数系统获得全局平移、旋转及缩放运动参数。最后用运动迭代使运动参数更加精确。实验结果表明:该算法对平移、旋转及缩放运动的处理能力分别为大于30像素、大于30°及0.85~1.14,参数估计精度分别达到0.05像素、0.01°及0.0001,能处理的运动幅度范围以及运动参数的估计精度都比基于光流的算法均有很大提高。     

抖动视频的电子稳像算法

为解决视频序列中出现的抖动问题,提出了一种基于感兴趣区域的电子稳像算法。该算法首先对采集到的每帧图像建立高斯金字塔并进行下采样,然后结合稳像数学模型,求
解仿射变换参数,最后对每帧画面进行运动补偿,输出稳定的图像序列。仿真实验结果表明,该算法具有较好的稳像效果,对较大的旋转和平移运动,有较强的鲁棒性和准确性。与原始序列相比,稳定图像序列帧间的峰值信噪比平均提高了约10 dB。     

一种基于小波和低复杂度矢量量化的视频编码算法

提出一种新的基于小波和低复杂度矢量量化的视频编码算法。利用子带间的相关性,通过同方向跨带矢量中部分低频系统分量间失真的计算代替整个失真的计算,将矢量量化器的计算复杂度降低了７６‰;通过最低频子图像的运动矢量去预测蓁子图像的位移矢量,极大地降低了运动补偿的复杂度。     

一种基于灰度投影的电子稳像改进方法

  电子稳像算法是一种快速有效的处理抖动图像的方法,当对基于灰度投影的电子稳像算法进行研究时,遇到一种在需要稳像的图像中存在运动物体的常见现象,在这种情况下投影稳像算法会产生错稳的现象。为了解决算法中存在的这一问题,该文针对这种常见现象做了详细的分析,并提出了一种方法对灰度投影稳像算法进行了改进。通过实例分析和实验验证,该方法可以很好的解决图像中存在运动物体时发生的错稳情况。     

基于补偿区域的块匹配算法研究与实现

利用块匹配算法实现抖动视频序列稳定是现代电子稳像技术的发展方向之一,传统块匹配算法采用全局搜索策略,计算精度较高,但是系统延迟也高,不利于算法的推广应用.通过对传统算法的研究知道,传统块匹配算法在经行稳像前要预留一定的补偿区间,而补偿区间的大小直接影响到了稳像算法的效果,特别是低延迟性.通过实验仿真验证,在视频抖动幅度较小时,改进了传统算法对补偿区间的要求,改进后的算法不仅可以有效降低系统延迟,而且稳像效果良好.     

应用普通精度陀螺的快速全局运动估计方法

提出一种应用普通精度陀螺的全局运动估计快速算法.该算法利用陀螺来传感摄像系统的不稳定信息,并从陀螺输出的信息中得出视频抖动的方位(象限),以该方位作为基准对当前帧相对参考帧的局部运动矢量进行奇异点滤除,运用最小二乘法(迭代最小二乘法)解算全局运动参数.该算法运算速度快,对陀螺精度要求低,对由干扰运动和矢量估计误差产生的奇异点滤除效果好、运动估计精度高.     

视频稳像评价方法研究

为有效地完成视频稳像评价任务,根据摄像头状态及场景中有无运动目标,将视频分为四类,并对每一类视频的稳像评价难点进行了分析。针对摄像头运动的条件下,峰值信噪比(peak signal to noise ratio,PSNR)无法正确评价视频稳像效果的问题,提出了基于全局运动矢量角变化(variation of intersection angles,VIA)的方法来衡量两段视频的稳定程度。由于场景中运动目标对PSNR及VIA的计算均有影响,针对固定背景存在运动目标的情况,提出了基于背景重叠区域的PSNR方法;而在动态背景条件下,通过筛选运动目标上的运动矢量,有效去除前景运动目标对于全局运动矢量计算的干扰。实验证明,提出的评价体系,能够在不同类别的视频中去除运动目标带来的干扰,正确评价各类视频的稳像效果。