电子稳像技术发展评述

电子稳像是新一代的稳像方法，它是利用计算机稳像算法实现图像序列的稳定，因此具有速度快、精度高、功耗小等显著优点．在军事和民用中都有广泛的应用前景。本文总结了电子稳像的基本原理，发展状况，主要方法及技术评价指标，并且对现有电子稳像的难点和存在的问题作了分析和评述。     

电子稳像原理及方法概述

电子稳像作为一种视频增强技术成为移动视频应用不可缺少的一部分，在众多移动视频领域得到了广泛应用，如军事侦察、车辆导航以及机器人的远航遥控等。电子稳像方法中有两个基本问题，一个是图像序列帧间运动估计；另一个是运动补偿。分析了电子稳像技术的基本原理和方法，提出了未来可能的研究方向。     

一种基于灰度投影算法的车载电子稳像方法

通过分析车辆载体运动的特点和产生车载摄像系统动态图像抖动的原因,阐明了对车载摄像系统动态图像系列进行电子稳像的必要性.运用灰度投影算法对车载动态图像系列进行实验,通过计算互信息值检验电子稳像效果,初步探讨了适用于车载电子稳像运动矢量估计的算法.实验表明了对车载动态图像系列进行稳像是必要的,验证了在只存在平移量或者旋转量较小的情况下,灰度投影算法的有效性.     

电子稳像技术在DM642上的实现

实现了一种基于块匹配法（Block Matching Algorithm）的电子稳像系统。系统使用TI公司的TMS320DM642专用图像处理芯片,稳像算法采用求和绝对误差（SAD,the Sum of Absolute Difference）作为块匹配的匹配准则来估算原始视频图像的运动矢量,SAD准则便于硬件实现。系统利用运动矢量对图像进行运动补偿后得到稳定的视频图像输出。     

基于灰度投影的航空航天稳像技术研究

本文对机械稳像系统,光学稳像系统,电子稳像系统这三类稳像系统进行了介绍,并且分析了各种稳像方法的优劣。其中着重讲解了基于灰度投影的电子稳像方法的原理以及过程,通过航空,航天器的特点结合实验结果分析了各种稳像方法,特别是基于灰度投影的电子稳像方法在航空,航天领域的可行性。     

基于改进特征点的电子稳像算法研究

提出了一种改进特征点匹配算法的电子稳像技术.通过合理的区域划分,进行图像的特征点提取,并采用距离不变准则,对特征点的有效性进行验证,利用卡尔曼滤波的方法来进行运动补偿.实验结果表明:此算法具有良好的稳像效果.     

基于电子稳像的特征跟踪算法

在摄像机不稳的情况下,为了使摄像机在跟踪过程中输出稳定的视频图像序列,需将电子稳像和数字图像跟踪算法进行结合研究.提出了一种基于电子稳像的数字图像跟踪算法.通过提取图像的特征点及确定对应特征点进行背景补偿、矢量计算和特征跟踪.与单纯稳像不同的是,该算法的处理过程中考虑到了稳像和跟踪参数的互相影响,解决了稳像中运动物体干扰问题和跟踪中背景特征点干扰问题,实验表明:此算法可提取出有效的特征点,保证算法的精度和实时性,对实际应用有重要意义.     

基于DM642的电子稳像的研究与实现

文中提出了一种基于DM642的特征点跟踪的电子稳像系统,系统采用TI公司的TMS320DM642专用图像处理芯片,稳像算法采用基于Harris角点检测的特征点跟踪算法.     

实现图像稳定的快速算法

从舰载光电系统的图像稳定的要求出发,介绍了稳像技术的种类;分析了电子稳像的原理、算法。提出一种新算法,实现了电子图像稳定。该算法利用最小均方误差和块间运动矢量的空间相关性作为匹配函数,采用四步搜索法计算运动矢量,并和全搜索算法得到的运动矢量进行比较。实验表明,该算法能较好地实现图像序列的稳定。     

视频稳像技术综述

分析了视频稳像的各类算法,包括基于运动的经典算法框架下的各种研究和无运动的新稳像算法。指出了各类算法的优缺点和适用性,并展望了今后的研究方向。     

交通监控视频的快速图像稳定方法

安装在户外的摄像机容易受到各种干扰,因此图像稳定是交通视频监控过程中必不可少的一步.本文采用背景图像中含有较大曲率边缘的区域做运动估计,并判别出全局运动矢量.再根据一个简单的3参数摄像机运动几何模型,估算出全局运动参数,进行全局运动补偿达到快速图像稳定.该方法结合特征匹配方法与运动判别方法的优点,模型参数少,求解过程快,能很好满足监控应用中图像稳定的实际需求,也可以用来对驾驶疲劳警示和车辆碰撞预防等场合获取的视频图像实现稳定化处理.     

一种基于KLT-RANSAC全局运动估计的电子稳像算法研究

全局运动估计是电子稳像的核心,很大程度上影响整个稳像系统的性能.提出了一种基于KLT-RANSAC全局运动估计的电子稳像算法,该方法首先通过增加距离约束机制,并进行亚像素级定位,优化Harris特征点,选择KLT快速匹配算法实现特征点的粗匹配,之后引入了RANSAC算法剔除误匹配点,去除视频序列中分布在运动物体上的特征点,避免了局部运动对全局运动估计的影响.实验结果表明:本算法可以有效解决特征点匹配过程中的误匹配问题,避免局部运动对稳像的干扰,快速准确地计算出全局运动参数,最终可以实时处理存在平移和旋转抖动的视频,输出稳定高质量的视频.     

基于TMS320C642电子稳像算法的实现

介绍了一种解决视频图像抖动问题的电子稳像方法,系统利用灰度投影算法和德州仪器公司的定点数字信号处理器芯片TMS32ODM642实现电子稳像.文中提出了电子稳像性能的基本要求,介绍了稳像的基本原理,根据要求选择了稳像算法,从而设计了系统的硬件框图,并完成了算法的仿真.实验结果表明,该算法稳效果好,且达到准确性要求.     

基于SIFT和卡尔曼滤波的电子稳像技术研究

利用电子稳像方法去除抖动视频中的噪声是目前稳像技术的发展方向之一。文中首先介绍电子稳像的基本流程,随后使用SIFT提取图像中的特征点,以解决图像中存在缩放的问题。在经过运动一致性估计后计算运动参数,并使用Kalman滤波得到各帧的修正矢量。实验结果表明该方法能有效地去除随机运动分量而保持意向运动分量,得到稳定的视频。     

矿井车载摄像系统中电子稳像算法的研究

为克服矿井车载摄像系统在视频采集过程中的图像抖动问题,提出了一种基于MIC-Harris角点特征的自适应运动补偿电子稳像算法。首先,提出MIC-Harris角点检测算法和由粗到精的匹配策略,实现序列中特征点的快速精确提取。然后根据矿井移动车载图像运动特点,构建运动参数估计模型,运用最小二乘法实现全局运动矢量的求解。最后,提出自适应相邻帧补偿方法,结合Kalman滤波实现补偿矢量的计算,在滤除高频随机抖动同时保留了车载摄像机低频主动运动,并克服了连续视频序列长时间稳像处理的帧间累积误差问题。实验仿真结果表明：本文提出的算法不仅融合了MIC运算速度快和Harris准确度高的优点,而且能够实现矿井车载摄像系统的长时间连续稳像处理,具有较好的稳像效果。     

基于菱形搜索的局部求精比特平面匹配图像稳定算法

提出一种基于菱形搜索的局部求精快速灰阶编码比特平面匹配和中值滤波运动校正的图像稳定算法,在保证匹配精度的前提下,大大降低了计算复杂度.仿真实验表明,本文算法简单,快速,有效,尤其适用于实时电子图像稳定.     

改进的航空全帧型面阵CCD相机电子式像移补偿方法

目前基于TDI 方式的电子像移补偿方法中曝光期间电荷包以行为步长进行转移,使电荷包移动和像移之间存在较大的非同步效应,降低了补偿效果。为了提高像移补偿效果,首先分析了目前基于TDI 方式的电子像移补偿方法中电荷包移动的离散性对补偿效果的影响,提出了一种改进的电子像移补偿方法,从而可以大大减小电荷包和像移之间存在的非同步效应,对比两种方法调制度,从理论上证明了其对补偿效果的提高作用。给出了改进式的电子式像移补偿方法的驱动时序图,通过室内模拟不同像移补偿实验进行了两种方法的验证,分别比较采用两种像移补偿方法图像的清晰度。结果表明,改进式电子像移补偿法图像调制度平均值47/96大于传统像移补偿法图像调制度平均值1/3,改进式像移补偿法图像清晰度平均值为0.550 2大于传统像移补偿法图像清晰度平均值0.475 3。可以看出,改进式的像移补偿方法相对于传统TDI像移补偿方法,效果明显改善。     

电子稳像算法精度评价方法研究

提出一种评价电子稳像算法精度的方法,解决了某些情况下,常用稳像评价方法不能有效对稳像效果进行评价的问题.该方法用同一种标准可以评定不同特征和运动规律的图像序列,其评价的效果将有助于电子稳像算法的改进,促进该项技术的进一步发展.