实时电子稳像技术研究.pdf

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1、实时电子稳像技术研究王晓东2015年6月中图分类号：TP751.1UDC分类号：535实时电子稳像技术研究作者姓名王晓东学院名称光电学院指导教师许廷发教授答辩委员会主席倪国强教授申请学位工学硕士学科专业光学工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年6月StudyonTechnologyofReal-timeElectronicImageStabilizationCandidateNameXiaodongWangSchoolorDepartment:SchoolofOptoelectronicsFacul

2、tyMentor:Prof.TingfaXuChair,ThesisCommittee：Prof.GuoqiangNiDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：OpticalEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：June，2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他

3、人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要随着多媒体和计算机网络技术的发展，数字图像作为一种最直观的媒介，应用越来越广泛，人们对视频的质量要求也越来越高。不仅要求拍摄的视频分辨率大，画面清晰，同时还要求视频稳定无抖动。因此，实时电子稳像技术的研究已经成为了数字图像处理的重要研究内容。本文首先分析了摄像机的成像原理以及引

4、起视频抖动的原因，介绍了电子稳像的原理，同时对运动估计的主要算法进行了详细的介绍，比较、分析了灰度投影法、块匹配法、特征匹配法等常用算法的优缺点。其次，提出了一种快速的基于灰度投影电子的稳像算法。通过对当前帧与参考帧之间的灰度投影的插值来实现精确的匹配；设计了基于kalman滤波的运动滤波算法，可以有效分离出实际环境中摄像机的正常运动与随机抖动。第三，针对补偿过程中的边缘区域的信息丢失，提出了一种全景补偿的稳像算法，通过融合拼接的方法，将利用参考帧的信息来补偿当前帧的边缘区域，提高了补偿图像的质量。最后，设计了

5、一种基于TMS320DM642的实时电子稳像系统，实现了电子稳像的实时处理。通过测试实验，测试了仪器的通信模块、稳像性能以及实时性。测试结果表明，对于720x576PAL制式的标准模拟视频，本文提出的方法可有效稳定抖动视频，并满足稳像的实时性要求，具有一定的实用价值。关键词：实时稳像；DM642；灰度投影；kalman滤波；全景补偿I北京理工大学硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofmulti-mediaandcomputernetworktechnology,thedigital

6、image,asoneofthemostintuitivemedia,hasbeenmoreandmorewidelyused.Thehighqualityofthevideoisalsodemandincreasingly.Thevideoisnotonlyrequiredhighresolutionandclear,butalsoisrequiredstablewithoutjitter.Therefore,theresearchontechnologyofreal-timeelectronicimages

7、tabilization(EIS)hasbecomeanimportantcontentofdigitalimageprocessing.Firstly,itanalyzestheimagingprinciplesofcameraandthereasonofthevideojitter.ItintroducestheprinciplesofEISandthemainalgorithmofmotioncomputeindetail.Itcomparesandanalyzestheadvantagesanddisa

8、dvantagesoftheprojectionalgorithm,theblockalgorithmandthefeaturematchingalgorithm.Secondly,itproposesafastimagestabilizationalgorithmbasedonprojection.Itrealizestheaccuratematchingthroughtheinte