[发明专利]基于陀螺仪和特征点匹配的稳像方法及系统

权利要求书

1.一种基于陀螺仪和特征点匹配的稳像方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、利用视频采集设备采集视频图像序列，同时利用陀螺仪记录所述视频采集设备的角速度；

步骤2、对采集到的角速度数据进行滤波处理；

步骤3、基于所述滤波处理后的角速度数据，对所述视频图像序列进行初步稳像处理；

步骤4、利用特征点匹配法对初步稳像处理后的视频图像序列进行进一步稳像处理；

步骤5、对步骤4稳像处理后的视频图像序列进行拼接处理，获得最终稳像后的视频图像序列。

2.根据权利要求1所述的基于陀螺仪和特征点匹配的稳像方法，其特征在于，步骤2所述对采集到的角速度数据进行滤波处理，具体采用卡尔曼滤波。

3.根据权利要求1所述的基于陀螺仪和特征点匹配的稳像方法，其特征在于，步骤3所述基于所述滤波处理后的角速度数据，对所述视频图像序列进行初步稳像处理，具体包括：

步骤3-1、根据滤波处理后的角速度数据，求取视频图像序列的旋转矩阵，所述旋转矩阵为基于视频图像序列绕x轴、y轴、z轴的旋转角度Φ、Θ、Ψ生成的矢量矩阵；

其中，旋转矩阵为：

其中，所述旋转角度的计算公式为：

θ＝ω·t

式中，θ为Φ或Θ或Ψ，ω为角速度，t为视频图像的帧长；

步骤3-2、对所述旋转矩阵进行插值处理，获得相邻图像的旋转角度；

步骤3-3、根据旋转角度对视频图像序列中的图像进行旋转操作，实现初步稳像。

4.根据权利要求3所述的基于陀螺仪和特征点匹配的稳像方法，其特征在于，步骤3-2所述插值处理具体采用线性插值法。

5.根据权利要求1所述的基于陀螺仪和特征点匹配的稳像方法，其特征在于，步骤4所述特征点匹配法具体采用SIFT/SURF特征点匹配法。

6.根据权利要求1所述的基于陀螺仪和特征点匹配的稳像方法，其特征在于，步骤4所述利用特征点匹配法对初步稳像处理后的视频图像序列进行进一步稳像处理的过程中，还包括利用达依拉准则剔除位于视频图像中运动物体上的特征点。

7.根据权利要求1或6所述的基于陀螺仪和特征点匹配的稳像方法，其特征在于，步骤4所述利用特征点匹配法对初步稳像处理后的视频图像序列进行进一步稳像处理的过程中，还包括利用近邻误匹配去除算法去除误匹配点，具体过程包括：

假设特征点匹配后所有匹配点的垂直视差集合为：

ΔY＝{Δy₁,...,Δy_n}

式中，Δy_i表示第i对匹配点的垂直视差，i＝1,2,...,n，n表示匹配点对数；

步骤4-1、求取每个垂直视差对应的近邻度：针对任意Δy_i，假设与其距离最小的k个最近邻点为Δy'₁、...、Δy'_k，则Δy_i的近邻度S为：

步骤4-2、将近邻度大于预设阈值p的垂直视差对应的匹配点去除。