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题目:机动平台的数字稳像技术

关键词:数字稳像,特征匹配,运动补偿,稳像评价

  摘要

数字稳像技术是一种新型的图像稳定技术,它综合电子、计算机、数字信号处理等技术为一体来实现图像序列稳定,具有易于操作、精度高、灵活性强、高智能、体积小、可集成化等诸多优点,被广泛应用于民用摄影系统、测绘仪器、特别是军事领域中。在许多的摄像应用当中,摄像机所处的工作平台通常都是不稳定的,比如利用手持或肩扛摄像机进行摄像,从运动的飞机、轮船或汽车上用摄像机对景物、场景、目标等进行拍摄、监视等,这些地方都存在摄像机平台的抖动问题,因此需要采用稳像技术。 本文首先针对由于摄像机工作平台运动造成的视频图像的抖动,对数字稳像算法中的关键技术——特征匹配进行了深入研究,提出一种特征的由粗到精的匹配方法。将SIFT 特征提取算法应用于视频帧间图像的匹配,并提出了一种改进的匹配算法。该方法首先采用关键点特征向量的欧式距离判定视频中某两帧图像的特征点相似性,进行粗略匹配,之后利用RANSAC 法对粗略匹配结果进行演算,通过二次精确匹配剔除粗匹配中的误配点,得到精确的匹配点。仿真结果表明,该方法有效地解决了特征点匹配过程中的误匹配问题,大幅度地提高了视频帧间匹配的精度。 其次,给出了图像运动补偿的基本原理和实现方法。着重研究了其中的关键技术——主动运动参数估计,通过分析传统方法及其缺陷,给出了递归Kalman 状态滤波法在运动滤波中的应用。试验结果证明本文所论述的数字稳像算法求出的运动矢量有较好的一致性和准确性,处理后能够提高动态图像的稳定性,消除视频序列的抖动。