一种防抖的运动目标拍摄处理系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉属于图片拍摄处理设备领域，确切地说是一种防抖的运动目标拍摄处理 系统。
【背景技术】
[0002] 目前，高空动态目标图像获取应用与多个行业。早很多人们不方便到达的高空，通 过无人机搭在摄像头进行跟踪拍摄，能够有效获得运动目标的情况。在跟踪运动目标过程 中，拍摄设备也在跟随运动，这样谷易造成运动中的摄像头拍摄的图像出现抖动现象，从而 影响图片的清晰度，无法达到监视目标的目的。
【发明内容】
[0003] 为解决上述问题，本发明的目的是提供一种防抖的运动目标拍摄处理系统。
[0004] 本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
[0005] -种防抖的运动目标拍摄处理系统，包括带螺旋桨的无人机，无人机上设置处理 器，无人机的下部设置截面为倒U型的机架，机架上安装截面为U型的支撑座，支撑座侧边 与机架侧边之间铰接，支撑座与机架铰接轴连接翻转电机，翻转电机固定安装在机架上；支 撑座上配合设置两根竖向的旋转轴，旋转轴的上端安装被动轮，旋转轴的下端位于支撑座 的下部安装摄像头架，摄像头架上固定安装摄像头；支撑座上安装固定座，固定座上设置旋 转电机，旋转电机的输出轴按在主动轮，主动轮和两个被动轮之间通过同一根传动带配合 连接；摄像头架上设置水平固定座和竖直固定座，摄像头被固定安装在水平固定座和竖直 固定座上，水平固定座和竖直固定座均通过弹簧与摄像头架连接。
[0006] 为进一步实现本发明的目的，还可以采用以下技术方案：还包括控制装置和目标 位置装置，控制装置安装在无人机上，控制装置由控制模块、无线信号接收模块、第一 GPS 定位模块、第一高度定位模块组成，第一 GPS定位模块、第一高度定位模块和无线信号接收 模块的输出端连接控制模块，控制模块控制无人机飞行；目标位置装置由第二GPS定位模 块、第二高度定位模块和无线信号发射模块组成，第二GPS定位模块和第二高度定位模块 的输出端连接无线信号发射模块，无线信号发射模块与无线信号接收模块无线连接。
[0007] 所述的处理器对图像采用下述方法进行处理，包括下述步骤：
[0008] ①获取同一时刻两个摄像头拍摄的两幅图像；对两幅图像的点锐度通过式（1)进 行计算·
[0009]
[0010] 其中，m, η为图像的长和宽，df为灰度变化幅值，dx为像元间的距离增量；
[0011] ②对两幅图像的点锐度进行比较，保留点锐度较大的图像；
[0012] ③对步骤②保留的图像进行电子防抖处理，得到清晰图像。
[0013] 所述的处理器对图像采用下述方法进行处理，包括下述步骤：
[0014] ①将图像区域R分为背景图像区域和目标图像区域，每个图像区域R分别获得特 征直方图，特征直方图为灰度直方图H(n)、方向梯度直方图H(n)和纹理直方图H(n);
[0015] ②将步骤①得到的每种特征直方图分别进行归一化处理，得到每种特征直方图的 类条件概率密度分布，其中背景图像区域的特征直方图的类条件概率密度分布为p/(η)，目 标图像区域的特征直方图的类条件概率密度分布为p bf (η);
[0016] ?熄击骤?徨刹n fW和n,f (η)按照式（6)计算获得每种特征的似然Lf (η);
[0017]
[0018] 式中ε为正实数。
[0019] 所述的灰度直方图Η(η)按照式（2)计算获得：
[0020]
m
[0021] 式（2)中，i为像素编号，R为目标或背景区域，f为灰度取值，δ为狄拉克函数。
[0022] 所述的方向梯度直方图H(η)按照式（3)计算获得：
[0023]
[0024] 式⑶中，i为像素编号，R为目标或背景区域，f为梯度方向取值，A为梯度幅度 取值，δ为狄拉克函数。
14；[0027] 式（3)中，i为像素编号，R为目标或背景区域，f为纹理特征LBPsm的取值，δ为 狄拉克函数：其中纹理特征LBP s ,按照式（5)计算获得：
[0025] SA太frft紛T田吉古Kl 讼B召才（VI、晳雄泡：
[0026]
[0028]
[0029] 式（5)中，i为像素编号，在以像素 c为中心的8邻域内由左至右逆时针取值，gl 与g。为像素 i与c的灰度取值，I为单位指示函数。
[0030] 本发明的优点在于：本发明通过无人机在高空对地面目标进行跟踪，拍摄图像。根 据需要拍摄的目标的位置和角度，可以调整摄像头的旋转和翻转角度，已获取最佳的图像。 拍摄过程中，两个摄像头翻转、旋转均为同步运行，同一时刻获取相同角度和内容的两张图 像，对图像经过比较后保留清晰度较高的图像，从而提高图像选择空间。同时，通过弹簧16 减少摄像头随无人机运动抖动的幅度，有效提高防抖效果。本发明还具有结构简洁紧凑、制 造成本低廉和使用简便的优点。
【附图说明】
[0031 ] 图1是本发明的结构示意图；图2是沿图1的A-A向剖视放大结构示意图；图3是 图1的I局部放大结构示意图；图4是本发明工作原理图；图5为第一个摄像头获得图像， 图6为第二个摄像头获得的图像；图7为电子防抖处理后的图像；图8是实施例原始状态 图；图9是实施例背景图像区域和目标图像区域结合灰度直方图；图10是实施例背景图像 区域和目标图像区域结合方向梯度直方图线；图11是实施例背景图像区域和目标图像区 域结合的纹理直方图；图12是实施例灰度似然分布图；图13是实施例方向梯度似然分布 图；图14是实施例纹理似然分布图。
[0032] 附图标记：1无人机2U型的机架3支撑座4翻转电机5旋转轴6被动轮7摄像头 架8摄像头9固定座10旋转电机11主动轮12传动带13处理器14水平固定座15竖直固 定座16弹簧17控制模块18无线信号接收模块19第一 GPS定位模块20第一高度定位模 块21第二GPS定位模块22第二高度定位模块23无线信号发射模块。
【具体实施方式】
[0033] -种防抖的运动目标拍摄处理系统，如图1、图2和图3所示，包括带螺旋桨的无人 机1，无人机1上设置处理器13,处理器13对图片进行处理，无人机1的下部设置截面为倒 U型的机架2,机架2上安装截面为U型的支撑座3,支撑座3侧边与机架2侧边之间铰接， 支撑座3与机架2铰接轴连接翻转电机4,翻转电机4固定安装在机架2上；支撑座3上配 合设置两根竖向的旋转轴5,旋转轴5的上端安装被动轮6,旋转轴5的下端位于支撑座3 的下部安装摄像头架7,摄像头架7上固定安装摄像头8 ;支撑座3上安装固定座9,固定座 9上设置旋转电机10,旋转电机10的输出轴按在主动轮11，主动轮11和两个被动轮6之间 通过同一根传动带12配合连接；摄像头架7上设置水平固定座14和竖直固定座15,摄像头 8被固定安装在水平固定座14和竖直固定座15上，水平固定座14和竖直固定座15均通过 弹簧16与摄像头架7连接。本发明通过无人机在高空对地面目标进行跟踪，拍摄图像。根 据需要拍摄的目标的位置和角度，可以调整摄像头的旋转和翻转角度，已获取最佳的图像。 拍摄过程中，两个摄像头翻转、旋转均为同步运行，同一时刻获取相同角度和内容的两张图 像，对图像经过比较后保留清晰度较高的图像，从而提高图像选择空间。同时，通过弹簧16 减少摄像头随无人机运动抖动的幅度，有效提高防抖效果。
[0034] 为了提高目标追踪效率，如图4所示，还包括控制装置和目标位置装置，控制装置 安装在无人机1上，控制装置由控制模块17、无线信号接收模块18、第一 GPS定位模块19、 第一高度定位模块20组成，第一 GPS定位模块19、第一高度定位模块20和无线信号接收模 块18的输出端连接控制模块17,控制模块17控制无人机1飞行；目标位置装置由第二GPS 定位模块21、第二高度定位模块22和无线信号发射模块23组成，第二GPS定位模块21和 第二高度定位模块22的输出端连接无线信号发射模块23,无线信号发射模块23与无线信 号接收模块18无线连接。第一高度定位模块20和第二高度定位模块22为大气压力传感 器，通过测量所处位置的大气压，换算出所在高度。目标位置装置由所需被跟踪的设备或者 人员携带，通过第二GPS定位模块21、第二高度定位模块22确定跟踪目标的位置和高度，无 人机通过第一 GPS定位模块19、第一高度定位模块20确定无人机所在位置和高度，以便根 据上述信息更为接近目标，从而进行目标跟踪拍摄。
[0035] 为了进一步提高清晰度，增加防抖成像的效果，所述的处理器13对图像采用下述 方法进行处理，包括下述步骤：
[0036] ①获取同一时刻两个摄像头8拍摄的两幅图像；对两幅图像的点锐度通过式（1) 进行计算：
[0037]
[0038] 其中，m, η为图像的长和宽，df为灰度变化幅值，dx为像元间的距离增量；
[0039] ②对两幅图像的点锐度进行比较，保留点锐度较大的图像；
[0040] ③对步骤②保留的图像进行电子