电子稳像技术国内外研究现状和发展趋势
时间:2017-02-27 18:53 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 国外的电子稳像技术发展较早[2]，上世纪九十年代初，随着图像处理技术和计算机技术的迅猛发展，美国等西方国家率先采用稳定算法和图像重组的方法实现图像的稳定，使稳像系统向小型、实时和高精度的方向发展。这些成果主要应用在侦察车的侦察系统、目标跟踪系统和无人驾驶越野车中的导航系统等方面。其中，加拿大防御研究机构DREV(Defense Research Establishment Valcartier)根据军方的要求，把电子稳像技术应用于安置在10m高桅杆上的监视系统中，用来实现稳定风吹桅杆引起视频图像的晃动，其稳像精度达到了一个像素，该系统的图像处理速度达30帧/秒，满足了实时性要求。而由美国陆军研究实验室(Army Research Laboratory)研制的应用在无人驾驶越野车上的稳像系统，其稳像精度达亚像素级。6145 另外，稳像技术还可以用来拼接图像从而获得一幅全景图像。目前，美国、法国、俄罗斯、英国、以色列等技术发达国家都对电子稳像系统进行了深入的研究，日本、韩国也在家用摄录机图像稳定技术上进行了研究和开发。 电子稳像系统无论是在军事还是在民用方面的应用已越来越引起人们的重视[3]。 国内对于电子稳像技术的研究起步较晚。随着电子稳像技术的需求日益广泛，近年来不少研究者致力于电子稳像技术的研究。1999年中科院长春光机所对稳像技术作了初步探讨，将稳像技术应用于机载摄像系统中，取得了一定的效果。清华大学等高校也开始了对电子稳像技术的研究，并获得了阶段性的成果。清华大学研究人员提出了基于2.5文帧间运动估计和惯性运动模型并同运动滤波器方案相结合的方法。在具体算法实现中继承了分辨率金字塔图像运动匹配和仿射变换图像的校正，具有较好的稳定效果。 目前的电子稳像系统一般主要由三个功能模块[4]组成：全局运动估计模块(Global Motion Vector Estimation)，运动平滑模块(Motion Vector smoothing)及运动补偿模块(Motion Vector Compensation)，其系统组成框图如图1.1所示。其中，运动估计模块通过对图像进行分析，获取摄像机的运动参数。运动平滑模块去除不必要的摄像机运动并获得摄像机的主观运动。相对于摄像机的主观运动，不必要的运动一般具有高频特性，因此可以通过运动滤波的方法，获取摄像机的平滑运动参数。运动补偿模块利用平滑运动参数和最初估计出的摄像机运动参数的差异对图像序列中的各帧图像进行校正，最终获得稳定的视频序列。 电子稳像系统主要功能模块 纵观国内外电子稳像技术的研究，其发展趋势为[5]： (1) 应用在大口径、长焦距的电视摄像系统中。大口径、长焦距可扩大监测范围，在战场上获得更全面的信息。而焦距越长，载体的运动几乎与焦距成比例地影响图像的稳定性。电子稳像是直接对图像进行处理，稳像的精度是图像的屏幕精度，与焦距关系不大，所以电子稳像是解决长焦距图像失稳的好方法。 (2) 稳定精度从一个像元提高到1/2、1/4个像元或更高精度。 (3) 采用高速的硬件设备增强图像处理功能采用高分辨率的CCD摄像机在解决分辨力的同时也使图像信息量增大，所以采用高速、大存储量的硬件设备才能保证图像的实时稳定。 (责任编辑：qin) |