摘 要：隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，視頻拍攝設(shè)備在人們的日常生活和工作中得到廣泛的應(yīng)用。但由于在拍攝的視頻都會出現(xiàn)抖動(dòng)， 公路的視頻監(jiān)控設(shè)備由于風(fēng)吹震動(dòng)等造成監(jiān)控視頻晃動(dòng)，及車輛攝像設(shè)備的晃動(dòng)，都為視頻拍攝帶來了極大的影響。視頻穩(wěn)定技術(shù)逐漸引起了人們的關(guān)注，視頻穩(wěn)像技術(shù)主要是去除視頻中的抖動(dòng)信息，來改善人們的視覺感受和效果，有利于人的觀測和判別。本文將對視頻穩(wěn)像技術(shù)進(jìn)行淺要地探討。

關(guān)鍵詞：視頻穩(wěn)像技術(shù) 視頻拍攝 抖動(dòng)信息 探討

視頻穩(wěn)像技術(shù)最早應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，特別是在航空航天，導(dǎo)彈跟蹤、識別等領(lǐng)域。穩(wěn)像技術(shù)的發(fā)展分為三個(gè)階段，光學(xué)穩(wěn)像、機(jī)械穩(wěn)像和電子穩(wěn)像。同時(shí)傳統(tǒng)的穩(wěn)像技術(shù)流程分為全局運(yùn)動(dòng)估計(jì)，運(yùn)動(dòng)濾波，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償和圖像補(bǔ)償四個(gè)階段。視頻穩(wěn)像技術(shù)主要是采用了一系列的穩(wěn)像算法，來對視頻設(shè)備的原始采集視頻信息進(jìn)行相關(guān)處理，去除抖動(dòng)信息，視頻穩(wěn)像技術(shù)已經(jīng)成為了視頻處理應(yīng)用中不可缺少的一部分。

1 視頻穩(wěn)像技術(shù)的分類

1.1 由于視頻穩(wěn)像技術(shù)的重要性，我國對穩(wěn)像技術(shù)進(jìn)行了深入的探究，視頻穩(wěn)像一般分為三類，光學(xué)穩(wěn)像、機(jī)械穩(wěn)像和電子穩(wěn)像。其中光學(xué)穩(wěn)像技術(shù)主要是利用自動(dòng)光學(xué)元件來適應(yīng)調(diào)整光路，來補(bǔ)償攝像平臺抖動(dòng)引起的圖像運(yùn)動(dòng)，得到視頻穩(wěn)像的效果。由于光學(xué)穩(wěn)像技術(shù)不需要對整個(gè)攝像儀器進(jìn)行穩(wěn)定，極大減少了穩(wěn)像系統(tǒng)的自重，在軍事和醫(yī)療器材等領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。折射光學(xué)元件的方法和發(fā)射光學(xué)方法是光學(xué)穩(wěn)像技術(shù)的主要兩種方法。

1.2 機(jī)械穩(wěn)像技術(shù)主要是利用了陀螺傳感器來檢測攝像平臺的抖動(dòng)，進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整來達(dá)到視頻穩(wěn)像的效果。一般機(jī)械穩(wěn)像技術(shù)采用的平臺穩(wěn)定房市，通過慣性元器件來檢測運(yùn)動(dòng)物體的變化情況，將輸出信號放大來驅(qū)動(dòng)電機(jī)維持?jǐn)z像設(shè)備的穩(wěn)定。其中平臺穩(wěn)定方式分為一級穩(wěn)定和二級穩(wěn)定兩個(gè)部分，一級穩(wěn)定技術(shù)主要是運(yùn)用了框架系統(tǒng)來充當(dāng)光電傳感器的平臺，通過利用陀螺傳感器來檢測攝像平臺的抖動(dòng)，將檢測情況利用信號來反饋給框架系統(tǒng)來進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，以達(dá)到視頻穩(wěn)像的目的。二級穩(wěn)像技術(shù)時(shí)基于一級穩(wěn)像技術(shù)上，來解決精度要求較高的視頻穩(wěn)像，其主要是利用了反射鏡系統(tǒng)來保持視頻的穩(wěn)定，進(jìn)一步提高穩(wěn)定的精度。

1.3 電子穩(wěn)像技術(shù)主要是基于連續(xù)視頻進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)，來對視頻的圖像進(jìn)行運(yùn)動(dòng)濾波和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償處理，來達(dá)到視頻穩(wěn)像的目的。由于隨著我國電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，和目前現(xiàn)代視頻穩(wěn)像技術(shù)的發(fā)展要求和方向，逐漸重視對電子穩(wěn)像技術(shù)的研究，因?yàn)殡娮臃€(wěn)像技術(shù)具有體積小、更精確、便于操作和智能化等優(yōu)點(diǎn)，電子穩(wěn)像技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。電子穩(wěn)像技術(shù)基于光電傳感器原理和數(shù)字圖像相結(jié)合而研發(fā)出來的，主要是利用了數(shù)字圖像處理技術(shù)來檢測參考圖像和比較圖像之間的運(yùn)動(dòng)位移來進(jìn)行圖像補(bǔ)償，來減少視頻圖像的不穩(wěn)定系數(shù)，以得到清晰的穩(wěn)定視頻圖像。

2 視頻穩(wěn)像技術(shù)中的方法

2.1 基于運(yùn)動(dòng)估計(jì)的算法，運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法主要由選取運(yùn)動(dòng)模型和估計(jì)模型參數(shù)兩個(gè)組成，其中運(yùn)動(dòng)估計(jì)中是利用了系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境、參數(shù)的敏感性和模型的特點(diǎn)等因素來對攝像設(shè)備的運(yùn)動(dòng)模型的選取。不同的運(yùn)動(dòng)模型是采用二維線性變化來進(jìn)行描述，主要用于不同參數(shù)的矩陣表達(dá)和不同應(yīng)用環(huán)境的視頻穩(wěn)像技術(shù)。在傳統(tǒng)的視頻穩(wěn)像的框架系統(tǒng)中，運(yùn)動(dòng)估計(jì)的方法有基于圖像塊的方法、基于空間像數(shù)灰度信息方法、基于特征的方法、基于變換域的方法等

2.2 基于圖像塊的運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法中，其方法主要是通過輸入圖像的濾波后，將圖像分為4個(gè)區(qū)域，其中每個(gè)區(qū)域選取30個(gè)代表點(diǎn)，利用代表點(diǎn)來檢測每個(gè)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)矢量，在通過對運(yùn)動(dòng)矢量進(jìn)行分析，消除每個(gè)區(qū)域的不適用的運(yùn)動(dòng)矢量，并對檢測的圖像塊中的運(yùn)動(dòng)矢量，來控制圖像儲存器中的讀出位置，來消除視頻圖像中的抖動(dòng)信息?；诨叶葦z像的方法主要是利用了視頻信息中的灰度信息，來通過圖像幀間的一維相關(guān)特性，對視頻圖像幀間的局部運(yùn)動(dòng)信息進(jìn)行計(jì)算，來達(dá)到視頻穩(wěn)定的目的?；诳臻g像數(shù)灰度信息的方法具有運(yùn)算量小和噪聲影響較小的特點(diǎn)?；谧儞Q域的算法中，變換域方法主要是利用圖像從空間域中映射到變換域中，經(jīng)過分析視頻圖像的變換域幅值和相位特性來進(jìn)行圖像的運(yùn)動(dòng)估算?；谔卣鼽c(diǎn)的算法中，一般是通過特征點(diǎn)相對應(yīng)的視頻圖像幀間的關(guān)系來進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估算。

2.3 通過對運(yùn)動(dòng)參數(shù)的獲取后，需要將運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法中得到的視頻圖像幀間的運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)濾波的處理，去除運(yùn)動(dòng)矢量中的抖動(dòng)信息，在對當(dāng)前圖像幀進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，來達(dá)到視頻圖像的穩(wěn)像要求。其中運(yùn)動(dòng)濾波處理方法主要分為基于數(shù)字信息處理方法和基于運(yùn)動(dòng)參數(shù)的處理方法。運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償主要是對視頻的全局運(yùn)動(dòng)估計(jì)進(jìn)行相應(yīng)的修正，來使視頻圖像運(yùn)動(dòng)信息和抖動(dòng)信息分析，獲取穩(wěn)定的視頻圖像，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方法主要分為兩類，基于參數(shù)濾波和基于軌跡平滑。其中基于參數(shù)濾波的方法主要是通過獲取的濾波，進(jìn)過處理將視頻圖像中的運(yùn)動(dòng)曲線的抖動(dòng)分量進(jìn)行去除。在經(jīng)過運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償運(yùn)算后，得到圖像中像數(shù)點(diǎn)的坐標(biāo)可能不在當(dāng)前圖像幀范圍內(nèi)，因此還需要對結(jié)合前一個(gè)幀對應(yīng)的圖像信息進(jìn)行補(bǔ)充或者直接將該區(qū)域直接去除，來獲得清晰穩(wěn)定的視頻圖像。

總結(jié)：隨著我國電子科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對視頻質(zhì)量要求也越來越高，視頻穩(wěn)像技術(shù)主要用于去除視頻中的抖動(dòng)信息，極大地改善了視頻中物體的運(yùn)動(dòng)的流暢。視頻穩(wěn)像技術(shù)在民用和軍事等領(lǐng)域的發(fā)揮著巨大的作用。但在視頻穩(wěn)像技術(shù)還存在許多不足之處，我們應(yīng)該不斷對視頻穩(wěn)像技術(shù)進(jìn)行探索研究，結(jié)合國內(nèi)外工程的案例，進(jìn)行綜合分析，不斷完善視頻穩(wěn)像技術(shù)，來提高視頻質(zhì)量。

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