[发明专利]一种去除视频抖动的方法和系统

说明书

技术领域

本发明属于图像处理领域，特别地，涉及去除视频抖动的技术。 

背景技术

摄像设备固定在建筑物或柱子上时，当有风时就会出现晃动；在机器(如车、飞机、船等)、加热通风设备、空调、PTZ云台等有震动的场合中也输出抖动的不稳定的视频图像，尤其是在使用高倍放大的镜头情况下，视频抖动的程度更加严重，严重影响了视觉效果。针对于摄像装置输出的视频，目前的视频去除抖动方法处理的速度往往不能达到实时的要求，或降低处理后视频的分辨率。 

视频去除抖动的首要工作为相邻帧图像间的配准，配准的精确程度将直接影响视频去抖动的效果。常用于图像配准的方法有：光流法、基于形状内容的方法、角点检测与匹配的方法等。光流法的运算复杂度较高，很难做到视频的实时处理。基于形状内容的方法适合于图像间的内容匹配和检索。角点检测与匹配的方法主要包括SIFT角点检测与匹配方法，Harris角点检测方法，SUSAN角点检测方法等。其中，SIFT角点检测与匹配方法具有尺度和旋转不变性，能较准确的对图像进行配准，但运算复杂度较高，难以做到实时处理。Harris和SUSAN角点检测算法相对较快，且能较准确的检测出图像中的角点，但当图像的对比度较低或图像偏移尺度较大时，配准精度较低，边缘的连续性和一致性较差。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种去除视频抖动的方法和系统，能够对视频帧中的原图像进行配准后产生的抖动的轨迹信息进行平滑，并对产生的空白区域进行填充。 

该方法包括如下步骤： 

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。 

所述步骤一包括如下步骤： 

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。 

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： 

f(x,y)=[I(x,y),I(x,y)x′,I(x,y)y′]]]>