基于结构保持的视频稳像方法研究

摘要

随着科学技术的发展，电子设备在日常生活中越来越普及，我们能很容易地用各种电子设备来获取视频。然而，运动载体的拍摄装置在运动过程中会出现由于载体自身机械振动或者自然环境等因素引起图像抖动、图像画面不稳定的现象，因此，视频稳像技术应运而生。视频稳像的目的是去除视频中抖动的部分，得到视觉上稳定的结果。本文围绕视频稳像这个主题展开，主要工作如下:
　　(1)介绍了当前视频稳像技术的分类，视频稳像在国内外的应用现状，电子稳像技术的研究状况以及目前存在的难点，针孔摄像机的成像原理和2D电子稳像的原理。
　　(2)提出了一种基于多路径优化的2D稳像方法。首先，估计帧间的运动，将视频的每一帧划分成均匀的网格，检测和匹配相邻两帧的SIFT特征点，利用RANSAC算法估计帧间的仿射变换矩阵，利用仿射变换矩阵得到网格节点的运动矢量。然后，对上一步运动进行平滑处理。本文设计了多路径优化模型，并使用基于Jacobi迭代的方法求解得到平滑处理后的帧间运动。最后，对每一帧进行补偿，利用平滑的帧间运动和原来的帧间运动，求出每一帧的补偿量，对每一帧几何变换得到稳像后的视频。实验结果表明，本文方法耗时少，且稳像结果令人满意。
　　(3)提出了一种物体结构保持的2D稳像方法。首先是运动估计步骤。同样地，将视频的每一帧划分成均匀的网格，然后求解提出的保形的网格流估计模型得到网格节点的运动矢量。然后是运动平滑步骤。本文提出了一种能保持物体结构的平滑处理模型，通过求解得到平滑处理后的网格流。最后，求出每一帧的补偿量并对每一帧进行几何变换得到输出视频。实验结果表明，本文提出的方法在去除抖动的同时，也能有效地保持视频中物体的结构。

目录

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摘要

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第一章 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．2 国内外应用现状

1．3 电子稳像技术研究现状

1．3．1 2D方法

1．3．3 2.5D方法

1．4 电子稳像中的难点

1．5 论文的主要内容与章节安排

2．1 引言

2．2 相机成像原理

2．3 2D电子稳像的原理

2．3．1 基于特征点法的全局运动估计

2．3．2 运动平滑

2．3．3 运动补偿

2．4 本章小结

第三章 基于多路径的视频稳像方法

3．1 引言

3．2 基于多路径的视频稳像模型

3．2．1 帧间运动估计

3．2．2 基于多路径的运动平滑

3．2．3 运动补偿

3．3 实验结果

3．3．1 运行时间的比较

3．3．2 稳像结果的比较

3．4 本章小结

第四章 基于物体结构保持的电子稳像方法

4．1 引言

4．2 保持物体结构的电子稳像方法

4．2．1 网格流的估计

4．2．2 鲁棒估计

4．2．3 网格流的平滑处理

4．2．4 基于网格变换的运动补偿

4．3 实验结果

4．3．1 和当前较好方法的比较

4．3．2 和商业软件的比较

4．4 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 本文工作总结

5．2 未来工作展望

参考文献

致谢

在读期间发表的学术论文与取得的研究成果