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.     

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Harris图像拼接的全景视频稳像算法

对于背景变换和抖动分量比较小的视频序列,传统稳像算法不能直接适用,本文提出一种基于Harris图像拼接的全景稳像算法。首先采用Prewitt算子提取出图像的边缘信息,在此基础上进行分区的Harris特征点检测;然后结合NCC（normalized cross correlation）算法与RANSAC（random sample consensus）算法实现图像间的特征点精确匹配,接着利用加权平均融合的方法进行图像融合;最后对融合后的全景图像进行剪裁,完成图像补偿,输出稳定的视频序列。实验结果表明:改进的Harris算法提高了算法效率以及正确特征点数量,并且本文稳像算法实时性较好,能够有效消除视频抖动并输出稳定的视频序列。     

一种基于角点配对的稳像算法

提出一种基于角点检测与匹配的电子稳像算法.创新点在于将改进的角点检测和一点对多点的匹配算法相结合,降低了由于特征点的误匹配而引入的全局运动矢量误差,能解决大角度抖动图像序列的稳像问题.实验结果表明,该算法对稳像的角度没有了具体限制,实验中稳像角度可达17°,稳像后图像平均的峰值信噪比PSNR值比稳像前提高了26 dB.     

Savitzky-Golay滤波和L1范数优化相结合的视频稳像算法

近年来,越来越多的人利用手持设备拍摄视频表达自己或社会问题等,这类视频常存在抖动现象,如何消除视频序列中的随机抖动成为近年来的研究热点。本文面向视频去抖动应用场景,提出了一种Savitzky-Golay滤波和L1范数优化相结合的视频稳像算法。首先基于帧间配对特征点进行运动估计;然后利用Savitzky-Golay滤波算法进行路径平滑处理,去除运动路径中的高频抖动分量,避免了噪声对后续生成稳定路径的影响;进一步,对平滑后的有效路径信息进行基于优化的L1范数优化算法拟合,得到最终的稳定路径;最后对原始视频图像序列进行运动补偿,生成稳定的图像序列。对比实验结果表明,本文方法稳像效果优于原始L1范数优化算法,算法速度快于目前效果较好的二维稳像算法。      

利用全景图的视频稳像算法

针对具有场景变换、景深变换较小的抖动视频,本文提出了一种利用全景图的视频稳像方法。不同于传统稳像方法,本文所提算法利用原始视频序列生成广角视图,通过后期抽取视频帧,以合成方式输出稳定视频。通过区域块的运动估计,获取相机的运动轨迹;在此基础上,为消除视频抖动导致的原始运动轨迹的非平滑问题,提出了一种基于运动矢量统计的相机运动模式判决方法,并以此选择相应的平滑方式。最后,通过平滑后的运动轨迹对全景图进行抽帧,合成平滑、稳定视频。实验结果表明,本文提出的稳像方法能有效去除较大抖动,同时避免了对视频宽度的裁剪等后处理,具有较好的稳像能力。      

动态前景干扰下的电子稳像算法

针对存在动态前景目标的抖动视频序列,提出了一种以块匹配为基础的块差分平方前景目标去除的电子稳像方法。首先,将图像分成大小为16×16的特征块,通过设定阈值筛选出具有足够梯度信息来估计运动矢量的特征块,从而减少参与计算的特征块数量以提高处理速度;然后,采用归一化互相关(Normalized Cross Correlation,NCC)匹配算法和迭代搜索策略来完成特征块的匹配;最后,采用牛顿迭代法计算仿射变换模型下的帧间运动参数,并根据这些参数完成运动补偿,实现图像序列的稳定。实验表明,算法成功地去除了视频序列中动态前景目标的干扰,对存在平移及旋转运动的视频序列,能够快速有效地去除抖动,获得稳定的视频序列。     

一种基于Harris角点特征的稳像算法

提出一种基于Harris角点特征的稳像算法。该方法用Harris算子自适应检测出最强壮的角点,开辟(2n+1)×(2n+1)特征窗进行灰度互相关初匹配;提出欧式距离之比不变准则,通过中值滤波剔除误匹配点,确保运动矢量较高的一致性;最后保留若干正确的匹配点对,分成多组解运动矢量方程,将多组解的平均值作为全局运动矢量以提高稳像精度。实验结果表明,本算法可以克服图像缩放影响,有效消除旋转和平移抖动,实现视频图像序列稳定。     

一种抗信息丢失的稳像系统

针对二维电子稳像补偿全局运动矢量后会出现大量 的空白区域,提出了一种不需要采用单应性模型明确估计全局运动矢量的快速平滑特征轨迹 的稳像算法。首先,采用改进的快速鲁棒特征(SURF)提取图像局部特征点;然后,利用空间 运动的 一致性连接帧与帧之间匹配的特征点得到特征点轨迹;最后,建立同时考虑特征轨迹的平滑 度和视频质量退化程度的目标函 数平滑特征点轨迹,得到稳定的视频。实验结果表明,用本文方法稳定的视频比Matsushita 方法处理后的视频丢失的区域减小 了30%左右,更满足人眼感官需求,减轻了费时的运动修复任务;同时 消除了运动估计中帧间匹配的累积误差,对前景存在较大局部运动的视频仍能表现较好的稳 像效果。     

基于自适应补偿的电子稳像方法

基于车载的光电系统在采集图像的过程中,载车的随机振动会导致视频序列发生抖动,需要通过稳像技术来消除。为解决传统电子稳像方法中存在帧间跳变、机械性选择参考帧,以及边缘信息丢失的问题,提出了一种基于自适应补偿的电子稳像方法。首先,自适应地更新参考帧,后续帧与更新的参考帧进行特征点的提取和匹配,并通过参数迭代方法求解相对于第1帧的全局运动参数;然后,区分不同的全局运动参数:旋转角度、水平、垂直方向的偏移量,并通过运动滤波从全局运动参数中分离出扫描运动,补偿随机抖动;最后,采用后向映射方式实现运动补偿,并运用图像镶嵌,即利用参考基准帧的信息对校正后图像的边缘信息进行补偿。实验结果表明:稳像后视频序列有很好的视觉稳定效果,且提高了峰值信噪比(PSNR)和帧间变换保真度(ITF)。本文的方法具有很好的鲁棒性,在不同的视频场景下都可以实现稳像,可以满足稳像的精度要求。     

Robust motion estimation for night-shooting videos using dual-accumulated constraint warping

This paper introduces a novel concept of dual-accumulated constraint projection warping, as a robust and efficient motion estimation solution for night video stabilization. Small imaging-sensors used in compact hand-held cameras become very prone to noise and blur under low illumination condition. Restricted lighting results in dark boundaries and degrades textural information of the frame. Presence of these combined textural artifacts makes night-shooting a hard problem for accurate motion estimation. At poor lighting, local intensity variations result in failure of inter-frame feature or block matching correspondence. In the proposed technique, use of projection ensures accuracy under local perturbations, noise and blur conditions, while dual-accumulation eliminates the effect of dark-regions adding robustness to night-shooting condition. Efficiency of the proposed algorithm over the existing motion estimation techniques is tested and verified over different categories of night shooting videos. In addition to night video stabilization the proposed scheme also performs well under normal illumination.     

Global point tracking based panoramic image stabilization system

A novel image stabilization system is presented,which consists of a global feature point tracking based motion estimation,a Kalman filtering based motion smoothing and an image mosaic based panoramic compensation.The global motion is estimated using feature point matching and iteration with the least-square method.Then,the Kalman filter is applied to smooth the original motion vectors to effectively alleviate unwanted camera vibrations and follow the intentional camera scan.Lastly,the loss information of im...     

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.     

适于微小型飞行器平台的稳像算法

为解决微小型飞行器由于机械振动、气流扰动等原因引起的图像高频抖动,设计了一种适用于该平台的稳像算法。采用基于生物视觉的匹配方法估计帧间运动矢量,建立了图像参数传递的数学模型;结合微小型飞行器的运动特点,提出了带约束的交互式多模型卡尔曼滤波方法(CIMMKF),针对绝对帧位移曲线和旋转角度滤波,引入硬约束条件减小模型不准确性产生的误差,再通过软约束平滑硬约束带来的局部跳变求得图像合适的校正量。最后,给出了一种新颖的微小型飞行器平台稳像算法性能的评估方法。实验结果表明,该稳像算法能够适应飞行器多种状态的交替改变,有效减小滤波延迟,去除高频抖动,保留主动运动,使稳定后图像质量满足观察要求,具有图像信息保留程度高、速度快的特点,尤其适用于微小型飞行器实时视频稳定。     

数字稳像中的快速和鲁棒运动估计研究

 提出了一种用于数字图像稳定的快速和鲁棒运动估计方法.在图像的运动估计中,首先采用一种预判局部宏块的算法：在计算运动矢量前对宏块的梯度信息进行分析以避免误匹配,通过减少参与计算的宏块数目提高处理速度;其次,提出快速估计宏块运动矢量的方法,用改进的序贯相似性算法(SSDA)进行块匹配,以提高运动矢量的计算速度;然后采用LMedS估计法去除不精确的宏块运动向量,用最小二乘法求解出最优的模型参数.实验结果表明了该方法的精确性、快速性和鲁棒性.     

一种用于图像拼接的改进ORB算法

针对Oriented FAST and Rotated BRIEF(ORB)算法缺少尺度不变特性,误匹配率高,易造成图像拼接质量差等问题,本文提出一种用于图像拼接的改进ORB算法。首先使用一种基于尺度不变的特征检测算法对图像进行特征点检测,然后用ORB描述算法对特征点进行特征描述,用ORB匹配算法进行粗匹配,再用双向匹配和Random Sampling Coherence(RANSAC)算法对匹配点进行精匹配和提纯,进一步提高其正确率,最后使用渐入渐出加权融合完成图像拼接。实验结果表明,本文方法在图像的缩放和旋转、模糊、光照强度、拍摄视角等情况下都具有优秀的鲁棒性和稳定性,是一种实时性强、准确度高、拼接质量优秀的图像拼接方法。     

利用视频帧块的高效半盲鲁棒水印算法

针对视频水印算法鲁棒性差或需过多先验信息提高鲁棒性的问题,提出利用视频帧块、KAZE特征匹配和DCT变换方法实现半盲鲁棒视频水印算法。首先,利用用户注册信息作为水印并为之产生唯一的秘钥,基于该秘钥随机产生唯一的帧块并存入数据库;然后,将帧与帧块进行KAZE特征匹配并检测出嵌入区域,进而嵌入水印;最后,将帧块与扭曲视频进行KAZE匹配修正视频各帧并提取水印。仿真试验结果显示,在半盲的前提下,本算法具有高鲁棒性、水印提取过程同步性、版权纠纷解决和非法传播追踪的优点,且具有高应用价值。     

基于关键区域特征匹配的视觉跟踪算法

针对视觉跟踪中目标表观的复杂变化问题,提出了一种基于关键区域特征匹配的鲁棒跟踪算法.首先对目标模板进行初始化并通过滤波预测得到目标候选;然后采用自适应标记分水岭算法对目标模板和目标候选进行分割以提取关键区域,并利用像素的空间和频率分布特性对关键区域进行多重特征描述;最后通过关键区域的特征匹配得到目标模板与目标候选的匹配关系,由此确定最终跟踪结果并进行模板更新.对目标发生尺度、遮挡、旋转、光照、姿态、复杂背景以及运动模糊等变化的视频序列进行了仿真测试.实验结果表明,所提算法能够有效处理目标表观的复杂变化问题,尤其对目标的部分遮挡、光照变化以及复杂背景等具有较强的鲁棒性.