基于电子稳像技术的视频稳像研究论文

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1、中北大学学位论文基于电子稳像技术的视频稳像研究毕业论文68中北大学学位论文1绪论1.1视频稳像研究的背景和意义11.1.1稳像的概念以及稳像的必要性11.1.2稳像系统的分类21.1.3电子稳像研究的意义21.2电子稳像技术研究现状31.2.1国外发展现状31.2.2国内发展现状41.3研究工作概要和章节安排42电子稳像技术的理论基础2.1电子稳像的基本原理62.2电子稳像的数学模型82.2.1摄像系统运动的类型82.2.2摄像机运动与所成图像的关系92.2.3图像之间运动的数学模型102.3本章小结123电子稳像的关键技术分析3.1运动

2、估计方法分析133.1.1块匹配法（BMA）143.1.2投影法（PA）143.1.3特征量跟踪算法（FTA）153.2运动补偿方法分析163.2.1固定帧补偿方式173.2.2相邻帧补偿方式1768中北大学学位论文3.2.3运动滤波补偿方式183.3稳像的评价准则203.3.1主观评价方法203.3.2客观评价方法203.4本章小结234平移抖动的电子稳像算法研究4.1块匹配算法244.1.1块匹配运动估计原理244.1.2块匹配运动匹配准则254.1.3块匹配运动估计算法264.1.4全局运动矢量的确定294.2灰度投影算法304.2

3、.1灰度投影算法原理304.2.2灰度投影算法的实现步骤314.3仿真实验研究344.3.1MATLAB仿真软件简介344.3.2块匹配算法的仿真结果及分析354.3.3灰度投影算法的仿真结果及分析384.3本章小结455复杂抖动的电子稳像算法研究5.1特征量跟踪算法的基本原理475.2特征点跟踪算法的关键技术分析485.1.1特征点的提取485.1.2特征点的匹配495.1.3全局运动参数的估计525.1.4运动补偿参数的确定535.3仿真实验研究5468中北大学学位论文5.4本章小结596总结与展望6.1本论文完成的主要研究内容606

4、.2存在问题与下步工作展望61参考文献62攻读硕士学位期间撰写的论文及科研成果致谢68中北大学学位论文1绪论1.1视频稳像研究的背景和意义1.1.1稳像的概念以及稳像的必要性视频是一种动态和直观的数字媒体，能给人提供许多丰富的信息，在各种信息服务和场合中被加以广泛的应用，发挥着越来越重要的作用。面对信息丰富的视频序列，人们首先希望的是该视频的图像画面质量高，存在一定的稳定性和清晰度，以能把握感兴趣的区域信息，这是最基本同时也是最重要的一点。视频信息的获取，主要是通过摄像机等视频采集设备来完成的，而伴随着摄像设备的普及化以及应用的广泛性，摄

5、像平台也变得越来越多样化。由于各种手持摄影设备、车载摄像系统、飞机或者舰船摄影等平台受姿态变化和振动的影响，使获得的视频信号包含了摄像平台不规则的随机运动(如旋转、平移和变焦等运动)，而这些不规则的随机运动将会导致所获取的图像序列产生模糊和抖动，不便于观察，严重影响了图像信息的有效利用。因此，如何将这些模糊的视频信号转化为具有较高清晰度的稳定视频信号，显得尤为突出和重要，具有较强的研究价值和广泛的应用领域[1]。当摄像平台存在随机抖动时，其所获取的图像必然存在干扰，影响了人们的视觉效果，也影响了图像信息的有效利用。因此，又必要对其进行防抖

6、处理，即对随机抖动或运动的摄像平台所获取的动态视频图像序列进行修改和重排，输出平滑稳定的图像序列，这种防抖技术就叫做稳像技术[2]。通过防抖的稳像处理，可以提高图像信息的质量和效果，消除或减轻了摄像载体抖动的影响。目前，稳像技术在许多领域得到了广泛的应用，如视频压缩，图像拼接，以及运动目标的检测和跟踪等领域。同时，在其他领域有着非常广泛的应用需求，如军事领域和民用航测等领域。68中北大学学位论文1.1.2稳像系统的分类由于稳像技术的重要作用，许多国家和科研机构都对其进行了深入的研究。按其作用和原理一般来说可以分成三类：光学稳像、机械式稳像

7、和电子稳像[3]。光学稳像，是把一些光学元件（如折射组件、反射组件）应用在稳像系统中，通过这些光学元件来对抖动的视频序列进行稳像处理。光学稳像主要应用在军事、医疗仪器等方面，但但这种稳像方法具有成本高、结构精密复杂等的缺点。机械式稳像是利用陀螺等传感器等器件来检测视频摄像平台的抖动，而后对伺服系统进行调整来补偿动基座上的视频摄像系统的相对运动达到稳像的目的。目前，机械式稳像方法主要应用在特定场合中处理由于摄像平台不稳定引起的较大的运动，但稳像精度较低，同时对一些明显的噪声也无法去除，而精度的提高也必然提高了成本。伴随着计算机技术和新的传感

8、器技术的迅猛发展，稳像系统己经逐渐发展成为应用多种技术的综合性的系统。随之人们提出了全数字信号处理的自动图像稳定系统，即电子稳像系统。这种方法的基本思想是用数字图像处理的方法检测图像序列帧间的