信息技术 ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮ０Ｌ０ＧＹ 一２０１０ ＮＯ．２４匪圆 电子稳像算法研究与实现 黄亚博 秦勉 （河南大学计算机与信息工程学院 河南开封４７５００４） 摘要：本文设计了一种适用于移动摄像设备获取的视频序列的不稳定视电子频稳像算法。实验鲒果表明该算法在当拍摄场景具有一定 的纹理信息时，具有较好的稳像效果。 关键词：视频稳像 运动估计 运动平滑 中图分类号：ＴＰ３１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２—３７９ｌ（２０１０）０８（ｅ）－００１５－－０１ 通过运动载体上的摄像系统得到的视 参数及第ｋ一１帧到第ｋ－２帧的变换参数累 原始第ｋ帧图像中的对应位置Ｘ（ｋ，ｒ）＝Ｊ（ｋ， 频信号往往会因为摄像机的运动而发生抖 计求得，由此类推，最终可由相邻帧运动参 ｒ）一１×Ｘｒ。Ｉ 中某点ｘｒ的灰度值即为Ｉ （Ｘ 动，从而影响视觉效果或者进一步的图像 数累计，求得当前帧到任意模板帧的变换 处理操作。通过机械或者电子设备获得运 参数。 （ｋ，ｒ））如图ｌ所示，由于（Ｊ ）一１×Ｘ 所计算值 动视频的帧间运动并对其进行补偿，以获 １．２运动平滑 可能并不是整数值，而像素点位置信息由 得平滑稳定的视频图像的操作称为视频稳 在处理包含摄像机主观运动的非定 两个整数值描述。这时需要选择插值方法 像。目前常见的稳像方法按照作用机制大 点拍摄场景时，本文选用简单高效的均 进行插值，结合考虑精度与实时性，本文采 致可分为光学稳像、机械稳像和电子稳像 值滤波去除高频抖动。以水平平移分量为 用二次线性插值方法，根据（ｘ ，Ｙ ）点的四个 １。通常电子稳像算法主要包括三部分： 例，设平滑长度为ｎ，Ｄｉ（ｘ）表示第ｉ帧与第 相邻点的灰度值，插值计算￣Ｊｆ（ｘ ，ｙｏ）值。 全局运动估计模块，运动平滑模块和运动 ｉ一１帧间的水平位移量，则当前第ｋ帧与第 补偿模块【３１。本文在现有研究的基础上，综 ｋ—ｎ＋１帧问的水平位移累计量Ｄ为： ２实验结果分析 合考虑了算法的鲁棒性问题，设计并实现 了一种基于特征集合匹配的鲁棒性稳像算 （ （ ）。该视频段的平均位 该系统在当拍摄场景具有一定的纹理 ｔ＝ｋ ｎ＋２ 信息时，既使场景中发生光线变化和存在 法。 — １ 上 产生局部运动的前景物体时仍具有较好的 移为Ｄ …ｔ。则当前帧在水平 １稳像算法 稳像效果。实验结果如图１所示。 本部分说明稳像算法的实现原理。 方向上的位移补偿量 （ ）＝ 一 。 １．１运动估计 １．３运动补偿 参考文献 运动估计模块是通过各种不同的算法 运动补偿是根据运动估计及运动平滑 ［１】罗诗途，张王己．一种基于特征匹配的 对图像进行分析，估算摄像机的全局运动 获得的抖动参数重构视频图像，重新生成 实时电子稳像算法【Ｊ】．国防科技大学学 参数；稳像算法的全局运动参数的计算方 一个只存在摄像机主观运动的稳定视频序 报，２００５，２７（３）：４６～４８． 式按图像的匹配来源分，可以分为两种方 列。在完成运动平滑后，可以根据估计出的 ［２】孟龙，林行刚．视频抖动补偿系统的运 式：一种是固定帧匹配、另一种则是相邻帧 匹配。本文以下的讨论即是基于相邻帧匹 抖动运动参数，对视频中的每一帧图像进 动滤波【Ｊ】．清华大学学报（自然科学版）， 配的方法来进行的。 行校正变换，获得初步稳定的视频序列。 ２００５，４５（１）：４１～４５． 利用多个相邻帧运动参数累计，即可 实验平台选用均值平滑方法获得抖动 【３】Ｓｏｎｇ Ｌｉ，Ｚｈｏｕ Ｙｕａｎ ｈｕａ，Ｚｈｏｕ Ｊｕｎ． 获得当前第ｋ帧到模板帧ｒ的运动参数。第ｋ 运动参数Ｊ．。设视频图像序列中的某一帧Ｉｋ Ｒｏｂｕｓｔ Ｖｉｄｅｏ Ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ Ｂａｓｅｄ ｏｎ 帧至第ｒ帧的变换参数可由第ｋ—ｌ帧至第ｒ 变换到模板帧ｒ的坐标系后的图像为Ｉ ，ｘ Ｍｏｔｉｏｎ Ｖｅｃｔｏｒｓ［ＪＪ．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｈａｎｇｈａｉ 帧的变换参数及第ｋ帧到第ｋ—ｌ帧的变换 为当前第ｋ帧中的点ｘ 在模板帧ｒ坐标系下 Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｅｎｇｌｉｓｈ Ｅｄｉｔｉｏｎ），２００５，９（１）： 参数累计推出，依次类推，第ｋ一１帧至第ｒ帧 对应的位置，利用抖动运动参数，可得。 ４６～５１． 的变换参数可由第ｋ一２帧至第ｒ帧的变换 ｘ ＝Ｊ（ｋ，ｒ）Ｘ Ｘ 则补偿后图像Ｉ 中某点在 第１０帧 第４Ｏ帧 第５０帧 （ａ）原始图像序列 第１０帧 第４０帧 第５０帧 （ｂ）初步稳定后图像序列 图１ 图像重构结果 科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ １ ５
