[发明专利]一种去除视频抖动的方法和系统

权利要求书

1.一种去除视频抖动的方法，其特征在于，包括：

步骤一：将视频中当前图像帧相对于其邻近的图像帧进行配准；

步骤二：将配准中当前图像帧产生的抖动的轨迹信息进行累计，并平滑抖动产生的运动轨迹，对当前图像帧进行与运动轨迹相反方向的校正；

步骤三：用与当前图像帧邻近的图像帧来填充平滑抖动时在当前图像帧边缘处产生的空白区域；

步骤四：跳转到当前图像帧的下一图像帧，返回步骤一，直至视频中的所有图像帧处理完毕；

其中，步骤一进一步包括：

步骤a、计算当前图像帧的最大下采样尺度，根据最大下采样尺度对当前图像帧和其邻近的图像帧进行下采样，生成下采样图像；

步骤b、在下采样图像中计算每个像素的纹理特征；

步骤c、根据各像素的纹理特征计算两图像帧的下采样图像的代价函数，从而得到下采样图像的运动方向；

步骤d、根据运动方向对当前图像帧进行校正，得到当前图像帧在行方向和列方向上的轨迹信息；

步骤e、缩小下采样尺度，对校正后的图像进行下采样，返回步骤b，直至下采样尺度为0；

所述步骤二中，将配准中产生的抖动的轨迹信息进行累计时，首先计算当前图像帧在行方向需移动的像素数目δ_0r和当前图像帧在列方向需移动的像素数目δ_0c，

其中，p_ir为运动轨迹中与当前图像帧相邻i帧的图像在行方向的累积位移，p_jc为运动轨迹中与当前图像帧相邻j帧的图像在列方向的累积位移，a为滤除抖动采用的视频帧宽度，p_0r表示当前图像帧在行方向的积累位移，p_0c表示当前图像帧在列方向的积累位移，i、j为自然数；根据δ_0r和δ_0c反方向移动当前图像帧来平滑抖动产生的运动轨 迹。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a中，最大下采样尺度为τ，

τ＝max{i-γ|2ⁱ≤min{H，W}}

其中，i表示临界下采样尺度，当下采样尺度大于i时，下采样后的图像将小于2×2，成为一个像素点，γ为相对参数，H表示图像的高度，W表示图像的宽度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤b中，纹理特征用图像的灰度、水平和竖直梯度三维向量来表示，如下式所示：

其中，I_(x，y)为图像在像素点(x，y)处的灰度值， 和 表示图像在像素点(x，y)处的水平和竖直梯度。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤c中，代价函数为：

其中，u为水平方向的像素偏移，v为竖直方向的像素偏移，u和v的取值范围均是{-1，0，1}；C_(u，v)为两帧图像间按(u，v)方向运动时的代价值，H表示图像的高度，W表示图像的宽度； 表示图像在像素点(x，y)处的纹理特征值， 表示邻近的图像帧在像素点(x+u，y+v)处的纹理特征值。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤c中，图像的运动方向的计算公式为：

其中，φ为判定阈值，(u′，v′)为相邻两帧间的运动方向。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤e中，对校正后的图像进行下采样时，采用金字塔模型进行下采样。 

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤三中，计算当前图像帧和与当前图像帧邻近的图像帧之间的共享边缘约束值，当共享边缘约束值小于既定阈值时，用与当前图像帧邻近的图像帧的对应区域填充平滑抖动时当前图像帧边缘处产生的空白区域，否则用与当前图像帧邻近的图像帧的下一帧进行阈值匹配，直至当前图像帧边缘处产生的空白区域填充完毕。