[发明专利]一种基于块运动估计的数字视频稳像方法

说明书

本发明公开了一种基于块运动估计的数字视频稳像方法步骤为：首先把视频序列的第一帧作为参考帧，存储在参考缓冲区1，从视频序列的第二帧开始进行向下采样，生成对应图像的缩略图，存储在参考缓冲区0，然后通过边缘检测获得局部运动参数，同时选择具有足够纹理信息的块用于块匹配，进行模块运动搜索,利用运动搜索结果以及采用的相似运动模型来建立一个线性参数系统,采用迭代最小二乘法求解该线性参数系统。最后本发明借助运动向上缩放和运动迭代的方法得到全局运动参数。对全局运动参数进行运动补偿最终得到稳定序列。本发明处理速度快，校正效果明显。

技术领域：

本发明属于视频处理技术领域，特别涉及一种基于块运动估计的数字视频稳像方法。

背景技术：

视频稳像技术已经研究几十年了，对拍摄的视频进行抖动矫正处理，来消除相邻帧之间的不规则的全局运动，从而提高有视频拍摄功能的手持式终端的图像序列的视觉质量。

现有的视频稳像算法主要可以分为两大类：(1)二维视频抖动校正算法；(2)多维视频抖动校正算法。二维视频抖动校正算法比较简单，计算复杂度小，易于实时处理实现。但是只能对平移运动进行处理，对于处理多维运动比如旋转，缩放等运动时，得到的视频效果较差。多维视频抖动校正算法，一方面能处理拍摄视频相邻帧之间可能存在较大的缩放和旋转运动，但是另一方面要求对运动参数估计精度非常高，达到非常稳定的效果。在实际拍摄中，相邻帧之间只有平移运动的情况比较小，要想获得更稳定的校正视频，需要采用多维视频抖动校正技术。

发明内容

发明目的：针对现有技术存在的问题，本发明提出一种处理速度快，校正效果明显的基于块运动估计的数字视频稳像方法。

技术方案：本发明提出一种基于块运动估计的数字视频稳像方法，包括如下步骤：

(1)先将视频序列的第一帧作为参考帧，存储在参考缓冲区1，从视频序列的第二帧开始进行向下采样，然后进入步骤(2)和步骤(3)；

(2)生成对应图像的缩略图，存储在参考缓冲区0；

(3)通过边缘检测或者模块选择获取局部运动参数；

(4)通过步骤(2)中参考缓冲区0的内容以及步骤(3)中获取的局部运动参数，进行模块运动搜索；

(5)利用步骤(4)中得到的运送搜索结果和相似运动模型，建立线性参数系统，然后采用迭代最小二乘法求解该线性参数系统；

(6)通过步骤(5)运用的迭代最小二乘法可以得到运动向上缩放；

(7)通过步骤(6)中得到的运动向上缩放和步骤(1)中参考缓冲区1存储的内容进行迭代运动细化，最后得到全局运动参数；

(8)对全局运动参数进行运动补偿最终得到稳定序列。

进一步的，所述步骤(8)中对全局运动参数进行运动补偿的具体步骤如下：

(8.1)根据视频序列中相邻两帧之间的全局运动参数，即与第一帧之间的相对运动参数，计算各帧的运动校正参数；

(8.2)根据运动校正参数进行图像变形，最后输出稳定序列。

进一步的，所述步骤(3)中所述的边缘检测或者模块选择获取局部运动参数具体步骤如下：

边缘检测的算法主要是基于图像强度的一阶和二阶导数，先采用离散化的高斯函数产生一组归一化的高斯核，然后基于高斯核函数对图像灰度矩阵的每一点进行加权求和，其中二维高斯平滑滤波器表示为：

其中，(x,y)为图像坐标，σ为高斯分布的方差；

然后选择具有足够纹理信息的块用于块匹配。