[发明专利]一种带数字稳像功能的运动摄像机装置及数字稳像方法

权利要求书

1.一种带数字稳像功能的运动摄像机装置，其特征在于，包含运动摄像模块和播放模块：所述运动摄像模块中包含陀螺仪，通过陀螺仪给每幅图像加上运动信息；所述播放模块包含稳像插播模块，稳像插播模块对视频图像进行稳像处理，输出稳定的视频图像。

2.根据权利要求1所述的一种带数字稳像功能的运动摄像机装置，其特征在于：所述运动摄像模块由CMOS传感器、安装陀螺仪的FPGA和压缩模块组成，通过CMOS传感器输入图像后，再通过一个安装所述陀螺仪的FPGA给每幅图像打上水印，水印信息为陀螺仪输出的角度信息，然后对图像进行压缩，输出压缩后的视频。

3.根据权利要求2所述的一种带数字稳像功能的运动摄像机装置，其特征在于：所述陀螺仪为低成本的微机械陀螺仪。

4.根据权利要求3所述的一种带数字稳像功能的运动摄像机装置，其特征在于：所述播放模块中还包含常规的播放软件，使用常规的播放软件对视频图像进行解压缩。

5.一种权利要求1至4任一所述的带数字稳像功能的运动摄像机装置的数字稳像方法，其特征在于：包含两个步骤，一是基于陀螺仪信息的初步稳像，二是基于梯度信息的块匹配进行精确稳像。

6.根据权利要求5所述的一种数字稳像方法，其特征在于，所述基于陀螺仪信息的初步稳像包括如下步骤：

(1)将通过运动摄像机拍摄的视频进行解压缩后，获得的视频中的相邻的第k帧和第k-1帧图像，将这两帧分别设为参考帧和当前帧；

(2)当前帧图像的陀螺仪角度信息也即水印为(ω^k_x,ω^k_y)，是第k帧图像相当于第k-1帧图像的平移信息，那么第k帧图像相当于第1帧图像的平移信息为：将第k帧图像进行平移，平移矢量为即得到初步稳定的视频帧。

7.根据权利要求5所述的一种数字稳像方法，其特征在于，所述基于梯度信息的块匹配进行精确稳像包括如下步骤：

(1)对进行初步稳定后的当前帧图像和参考帧图像进行计算，分别得到对应的边缘梯度图像；

(2)将当前帧梯度图像划分成很多大小为为M×N的子图像，随机选择10个子图像，然后分别在参考帧梯度图像上计算对应的块匹配图像；

(3)通过匹配图像对计算每个子图像的运动矢量，共得到10个运动矢量，对这10个运动矢量经过中值滤波操作得到当前帧的运动矢量μ；

(4)从视频的第1帧开始对每一帧图像均按以上方法计算两相邻帧的运动矢量，设为第k帧相对于第k-1帧的运动矢量，进行累加得到当前帧对第1帧的全局运动量μ1k=Σi=1k-1μii+1;]]>

(5)采用最小二乘法对运动矢量进行曲线拟合，对运动矢量进行平滑，记平滑后的矢量为主运动量当前帧的运动补偿量计算公式如下：依据所得运动补偿量对当前帧进行补偿，得到最终的稳定视频。