一种基于灰度投影与块匹配的视频序列快速稳像算法.pdf

第38卷第6期光电工程Vol.38,No.6
2011年6月Opto-ElectronicEngineeringJune,2011

文章编号：1003-501X(2011)06-0146-05

一种基于灰度投影与块匹配的

视频序列快速稳像算法

赵志强1,2，陈盈3

(1.中国科学院光电技术研究所，成都610209；
2.中国科学院研究生院，北京100049；
3.华北光电技术研究所，北京100015)

摘要：针对视频图像序列的不稳定性，结合灰度投影算法与块匹配法各自的特点，提出了一种可以快速消除图像
序列间平移和旋转抖动的新型电子稳像算法。该算法首先采用灰度投影法估计与补偿图像序列间的平移运动，然
后用拉普拉斯算子在图像边缘处选取灰度信息比较丰富的小块模板，利用块匹配法计算模板的平移运动，再结合
模板在图像上的位置估计图像的旋转运动，最后通过运动补偿得到稳定的视频图像序列。实验结果表明，该算法
可以明显地减轻图像序列间的抖动现象，对于提高动态图像的稳定性具有很好的效果。
关键词：电子稳像技术；灰度投影法；旋转运动；运动估计；运动补偿
中图分类号：TN942.2；TP391文献标志码：Adoi：10.3969/j.issn.1003-501X.2011.06.025
AFastElectronicImageStabilizationAlgorithmofVideoSequences
BasedonGrayProjectionandBlockMatching
ZHAOZhi-qiang1,2，CHENYing3
(1.InstituteofOpticsandElectronics,ChineseAcademyofSciences,Chengdu610209,China;
2.GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100049,China;
3.NorthChinaResearchInstituteofElectro-optics,Beijing100015,China)

Abstract:Inallusiontotheinstabilityofvideosequences,anewelectronicimagestabilizationalgorithm,basedon
differentfeaturesofgrayprojectionalgorithmandblockmatchingalgorithm,isproposedtofasteliminatetheshift,
ditheringandrotationofvideosequences.Thisalgorithmfirstadoptsgrayprojectionalgorithmtoreckonandcompensate
thetranslationalmotionbetweenvideosequences,andthenadoptsLaplaceoperatortoselectsmalltemplateswith
abundantgray-scaleinformationneartheedgeoftheimage.Next,itusesblockmatchingalgorithmtocalculatethe
translationalmotionoftemplates.Moreover,itreckonstheimagerotationaccordingtowherethetemplateslocateonthe
image.Intheend,itusesmotioncompensationtoattainstablevideosequences.Experimentalresultsshowthat,the
algorithmcanobviouslyeliminatetheditheringbetweenvideosequences,whichwillhaveasalutaryeffectonimproving
thestabilityofdynamicimage.
Keywords:electronicimagestabilization;grayprojectionalgorithm;rotationmotion;motionestimation;motion
compensation

0引言

摄像机在移动拍摄的过程中，通常会因为摄像机载体的抖动而引入一些不希望的随机运动，由于这种

收稿日期：2011-03-21；收到修改稿日期：2011-04-11
作者简介：赵志强(1984-)，男(汉族)，河南濮阳人。硕士研究生，主要从事稳像技术的研究。E-mail:zzqiang01@16