● 摘要
数字视频稳定是应用计算机数字图像处理技术的方法来直接确定图像序列的帧间偏移量并进行补偿的技术,具有精度高、功耗低,灵活性强等优点。通过对多种数字视频稳定算法进行比较分析,本文以相位相关全局运动估计为基础对实时视频稳定算法进行研究。基于相位相关全局运动估计的视频稳定算法,虽然具有计算精度高、抗干扰能力强等特点,但是应用于实时视频稳定时依然存在着很多问题。本文针对视频监视中视频稳定算法实时性的要求,结合采集视频经常存在诸多干扰因素的特点,在分析传统基于相位相关的全局运动估计稳定算法存在问题的基础上,提出了基于相位相关的下采样与局部采样相结合的两步全局运动估计算法。该算法计算精度高、计算复杂度小、运动估计范围大、抗干扰能力强,可用于实时系统。采集的视频往往存在很多的干扰因素,噪声、前景运动物体以及背景的切换等都会造成视频稳定算法计算错误或失效。为了保证视频稳定算法在实时监视条件下的稳定效果,本文使用基于相位相关的下采样与局部采样相结合的两步全局运动估计方法的同时,提出了适合的运动校正和运动补偿的方法,运动校正部分引入了结果正确性验证和适时更新参考帧机制,确保了计算结果的正确性;运动补偿部分采用了羽化方法,实现了补偿视频与真实视频的平滑过渡,该方法可以保证系统在长时间连续运行时依然能进行准确实时的视频稳定。在普通计算机上采用软件实现上述视频稳定算法,很难保证数据处理的速度稳定在实时范围内。为此,本文算法选择在DM642上进行实现,并结合算法及硬件的特点,对于算法实现结构,数据存储和传输方面进行了优化,提高了算法的执行效率,将处理时间控制在40毫秒/帧内,使该算法可以应用于实时系统。本文成果已应用于某实时视频监视系统,较好地解决了强风、车载等导致的视频晃动问题,提高了视频的主观质量,达到了系统的预期目标。
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