[发明专利]一种基于局部路径优化的视频去抖方法及系统

说明书

本发明提供一种基于局部路径优化的视频去抖方法，其包括步骤：步骤S10，获得运动摄影设备所采集的视频信息；步骤S11，对原始视频的每帧图像进行特征点检测与特征点匹配计算，获得所有相邻两帧图像之间的单应矩阵；步骤S12，根据所述单应矩阵，获得原始路径，并进行平滑优化处理，获得每一图像帧的初步重构矩阵；步骤S13，采用相对路径对初步重构矩阵进行迭代处理，获得每一图像帧的最终重构矩阵；步骤S14，采用每一图像帧的重构矩阵，对原始视频中的每一图像帧进行图像透射变换处理，获得去抖后的视频图像。本发明还提供了相应的系统。实施本发明，能保持真实运动信息，避免去抖后视频的形变，并能控制裁剪区域，实时性良好，而且对不同光照条件及环境都具有较强的鲁棒性。

技术领域

本发明涉及视频处理技术领域，特别是涉及一种基于局部路径优化的视频去抖方法及系统。

背景技术

运动数码摄像机(DV)与行车记录仪以及高级辅助驾驶摄像头等设备中，由于运动中的抖动会影响视频观看质量以及视频的后处理与分析，故视频去抖是视频前处理非常重要的一环。常用的视频去抖算法对视频抖动抑制能力有限，由于摄像头运动引起图像形变，对视频尺寸的裁剪较大。

例如在现有的一件公开号为CN102348046A的中国专利申请中，其公开了一种视频去抖动方法和装置。所述视频去抖动方法包括：为原始视频中的每个帧生成用于将该帧变换成去除了抖动的帧的变换矩阵；确定所述原始视频的裁剪尺寸；以及利用所述原始视频中的每个帧的变换矩阵、所述裁剪尺寸以及所述原始视频的分辨率对所述原始视频中的每个帧进行包括变换、裁剪和扩展的图像合成。

但是现有的这种技术方案，其通过角点检测并计算图像帧之间的变换关系，而没有考虑整个视频之间视频流的运动关系。因此会存在诸如图像去抖效果较差、裁剪区域控制不良的不足之处。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种基于局部路径优化的视频去抖方法及系统，可以去除视频中的抖动并保持真实运动信息，避免去抖后视频的形变，且能控制裁剪区域。本发明对计算资源要求低、实时性良好，而且对不同光照条件及环境都具有较强的鲁棒性。

作为本发明的一方面，提供一种基于局部路径优化的视频去抖方法，其包括如下步骤：

步骤S10，获得运动摄影设备所采集的视频信息；

步骤S11，对原始视频的每帧图像进行特征点检测与特征点匹配计算，获得所有相邻两帧图像之间的单应矩阵；

步骤S12，根据所述单应矩阵，获得整个原始视频的空间变化的原始路径，并对所述原始路径进行平滑优化处理，获得每一图像帧的初步重构矩阵；

步骤S13，在所述整个原始视频的空间变化中，采用相对路径，对所述初步重构矩阵进行迭代处理，获得每一图像帧的最终重构矩阵；

步骤S14，采用所述每一图像帧的最终重构矩阵，对原始视频中的每一图像帧进行图像透射变换处理，获得去抖后的视频图像。

其中，所述步骤S11具体为：

对每一图像帧使用Harris角点检测算法并且使用Harris特征进行角点匹配，在特征点匹配之后通过RANSAC算法对匹配点进行提纯，然后估计获得所有相邻图像帧之间的单应矩阵。

其中，所述步骤S12具体为：

步骤S120，根据相邻图像帧之间的单应矩阵，获得整个视频的空间变化的路径，根据下式获得绝对路径：

其中，C(t)为第t帧的路径，F(t)为相邻两帧之间(即第t帧与第t+1帧之间)的单应矩阵；

步骤S121，根据原始路径C＝{C(t)}，通过最小化以下目标函数得到优化后的路径P＝{P(t)}：