基于特征提取的图像稳像算法研究

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1、硕士学位论文基于特征提取的图像稳像算法研究Researchofimagestabilizationalgorithmbasedonfeatureextraction作者姓名：孙宇超导师（职称）：张军教授学科（专业）：信号与信息处理提交论文日期：2016年1月分类号：学校代码：10066密级：学号：基于特征提取的图像稳像算法研究Researchofimagestabilizationalgorithmbasedonfeatureextraction作者姓名：孙宇超导师（职称）：张军教授一级学科：信息与通信学科（专业）：信号与信息处理年级：201

2、3级提交论文日期：2016年1月学位授予单位：天津职业技术师范大学--i独创性声明声明：本人所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津职业技术师范大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津职业技术师范大学有关保留、使用学位论文的规定，特授权天津职业技术师范大

3、学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，允许论文被查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日--ii摘要稳像技术是一种广泛应用的视频增强技术，其应用于存在随机抖动的拍摄环境下，能够解决拍摄画面不稳定造成的画面质量下降的问题。稳像技术的发展经历了三个阶段：机械稳像、光学稳像和电子稳像。电子稳像应用计算机原理和图像处理技术实现图像稳定的目的。相对于机械或光学稳

4、像的方法而言，电子稳像具有易实现、成本低、方法灵活、精度高等优点。此外，市场上针对视频、图像处理的专用数字信号处理器，其性能越来越优越，为视频、图像的实时处理提供了强有力的支持。本文对电子稳像算法进行了探讨，包括电子稳像的原理、运动估计算法以及常用的特征检测与描述方法等。文章详细介绍的运动估计算法包括灰度投影法、光流法、相位相关法和基于图像特征的方法，并且针对这些算法的适用情况进行了仿真验证。本文介绍的图像特征包括SIFT（ScaleInvariantFeatureTransform）、SURF（Speeded-UpRobustFeature

5、s）、ORB（OrientedFASTandRotatedBrief）以及BRISK（BinaryRobustInvariantScalableKeypoints）等，并应用开源计算机视觉库OpenCV（OpensourceComputerVision）和微软基础类库MFC（MicrosoftFoundationClasses）设计了图形用户界面的软件。该软件实现了两部分的功能：一部分的功能是视频分帧和改变视频帧的尺寸，另一部分是实现了各种特征检测、描述方法的比较。在前文内容的基础上，本文提出了基于ORB特征的图像稳像算法，并对算法的性能进行

6、了分析。在分析算法的性能时，本文以特征匹配时计算出的特征点对的距离为标称提出了优质匹配的概念，其核心是距离门限值的选取。在文章的结论部分采用的性能分析的指标包括算法运算速度、匹配的特征点数、优质匹配的特征点数和优质匹配率。对于距离门限值，本文提出了4种方法，分别是匹配的特征点对的距离集合的均值、中值、最大值与最小值和的一半以及最小值的2倍。对这4种取值方法得出的优质匹配点对数量进行了统计，结果表明距离门限取中值时的效果最好。实验结果证明本文提出的算法在具有运算速度优势的基础上对视频图像帧间存在平移、旋转和缩放运动时能够很好的实现稳像的目的。关

7、键词:稳像算法、特征匹配、ORB、优质匹配、距离门限--iiiAbstractImagestabilizationtechnologyisawidelyusedvideoenhancementtechnology,whichisappliedinthepresenceofrandomjitteroftheshootingenvironment,anditcansolvethedeteriorationofvideos.Thedevelopmentofimagestabilizationtechnologyhasexperiencedthree

8、stages:mechanicalimagestabilization,opticalimagestabilizationandelectronicimagesta