[发明专利]低空飞行场景的无人机视频稳定方法和装置

权利要求书

1.一种低空飞行场景的无人机视频稳定方法，其特征在于，包括：

提取待稳定视频每帧图片中的特征点，连接得到各个特征点的轨迹以及轨迹长度；

将特征点的轨迹长度与特征点轨迹长度阈值进行比较，分别获取特征点长轨迹和特征点短轨迹；

对特征点长轨迹的坐标值采用低通滤波进行平滑处理，得到平滑后的特征点长轨迹；

对特征点长轨迹以及平滑后的特征点长轨迹进行多平面优化计算，得到每帧图片对应的全局变换矩阵；

采用全局变换矩阵对特征点短轨迹中对应的特征点的坐标进行变换以及平滑处理，得到平滑后的特征点短轨迹；

对所述平滑后的特征点长轨迹与平滑后的特征点短轨迹进行合并得到特征点平滑轨迹，采用多平面优化方法对各个特征点轨迹和特征点平滑轨迹进行计算，得到每帧图片对应的目标变换矩阵；

依次对待稳定视频每帧图片中的每个像素采用对应的目标变换矩阵进行坐标变换，得到稳定的无人机视频。

2.根据权利要求1所述的低空飞行场景的无人机视频稳定方法，其特征在于，所述对特征点长轨迹以及平滑后的特征点长轨迹进行多平面优化计算，得到每帧图片对应的全局变换矩阵，包括：

针对每帧图片，获取各个特征点长轨迹中所述图片对应的各个特征点的坐标；

获取平滑后的特征点长轨迹中所述图片对应的各个特征点的坐标；

采用多平面优化方法对各个特征点长轨迹中所述图片对应的各个特征点的坐标，以及平滑后的特征点长轨迹中所述图片对应的各个特征点的坐标进行计算，得到所述图片对应的全局变换矩阵。

3.根据权利要求1所述的低空飞行场景的无人机视频稳定方法，其特征在于，所述采用全局变换矩阵对特征点短轨迹中对应的特征点的坐标进行变换以及平滑处理，得到平滑后的特征点短轨迹，包括：

采用各帧图片对应的全局变换矩阵对特征点短轨迹中对应的特征点的坐标进行变换，得到特征点短轨迹中各个特征点变换后的坐标；

对特征点短轨迹中各个特征点变换后的坐标进行组合，得到预稳定的特征点短轨迹；

对所述预稳定的特征点短轨迹进行B样条曲线拟合，得到平滑后的特征点短轨迹；

其中，所述B样条曲线拟合函数为

其中P_i为控制点，N_i,p(u)为p次B样条基函数；

其中，所述B样条基函数为

其中k为B样条幂次，u为节点，i为B样条的序列帧号。

4.一种低空飞行场景的无人机视频稳定装置，其特征在于，包括：

提取模块，用于提取待稳定视频每帧图片中的特征点，连接得到各个特征点的轨迹以及轨迹长度；

比较模块，用于将特征点的轨迹长度与特征点轨迹长度阈值进行比较，分别获取特征点长轨迹和特征点短轨迹；

滤波处理模块，用于对特征点长轨迹的坐标值采用低通滤波进行平滑处理，得到平滑后的特征点长轨迹；

第一计算模块，用于对特征点长轨迹以及平滑后的特征点长轨迹进行多平面优化计算，得到每帧图片对应的全局变换矩阵；

变换模块，用于采用全局变换矩阵对特征点短轨迹中对应的特征点的坐标进行变换以及平滑处理，得到平滑后的特征点短轨迹；

第二计算模块，用于对所述平滑后的特征点长轨迹与平滑后的特征点短轨迹进行合并得到特征点平滑轨迹，采用多平面优化方法对各个特征点轨迹和特征点平滑轨迹进行计算，得到每帧图片对应的目标变换矩阵；

位移补偿模块，用于依次对待稳定视频每帧图片中的每个像素采用对应的目标变换矩阵进行坐标变换，得到稳定的无人机视频。

5.根据权利要求4所述的低空飞行场景的无人机视频稳定装置，其特征在于，所述第一计算模块包括：

第一获取单元，用于针对每帧图片，获取各个特征点长轨迹中所述图片对应的各个特征点的坐标；

第二获取单元，用于获取平滑后的特征点长轨迹中所述图片对应的各个特征点的坐标；

计算单元，采用多平面优化方法对各个特征点长轨迹中所述图片对应的各个特征点的坐标，以及平滑后的特征点长轨迹中所述图片对应的各个特征点的坐标进行计算，得到所述图片对应的全局变换矩阵。

6.根据权利要求4所述的低空飞行场景的无人机视频稳定装置，其特征在于，所述变换模块包括：

变换单元，用于采用各帧图片对应的全局变换矩阵对特征点短轨迹中对应的特征点的坐标进行变换，得到特征点短轨迹中各个特征点变换后的坐标；

组合单元，用于对特征点短轨迹中各个特征点变换后的坐标进行组合，得到预稳定的特征点短轨迹；

曲线拟合单元，用于对所述预稳定的特征点短轨迹进行B样条曲线拟合，得到平滑后的特征点短轨迹。

其中，所述B样条曲线拟合函数为

其中P_i为控制点，N_i,p(u)为p次B样条基函数。

其中，所述B样条基函数为

其中k为B样条幂次，u为节点，i为B样条的序列帧号。