一种基于陀螺仪的电子防抖方法与流程

文档序号:15079087发布日期:2018-08-03 11:14阅读:4845来源:国知局

本发明属于安防监控技术领域,尤其是涉及一种基于陀螺仪的电子防抖方法。



背景技术:

随着安防监控领域对于摄像机的应用场景的要求越来越复杂,安装环境的震动对图像的影响也会越来越多。为了保证能够在各种复杂的环境中,过滤掉环境中的震动,采集到清晰稳定的图像尤为重要。

震动过程中,Sensor采集的数据会跟随镜头的摆动而变化,从而引起抖动,导致图像模糊,无法实现监控的目的。

单纯的电子防抖,无法解决大物体经过镜头是造成的背景拖拽问题和低照噪声问题,所以添加陀螺仪,可以能直接判断出是否存在抖动,从而解决上述问题。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明旨在提出一种基于陀螺仪的电子防抖方法,以解决上述背景中提到的问题。

为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:

一种基于陀螺仪的电子防抖方法,包括如下步骤:

(1)将陀螺仪的X、Y、Z轴分别和Sensor重合;

(2)通过陀螺仪检测Sensor的X、Y、Z轴的旋转角度A,B,C;

(3)把旋转角度和当前镜头视场角做匹配,匹配公式为一个二次多项式

F=a*x2+b*X;经过匹配公式运算得出相应角度α,β,γ;

(4)使用特征点匹配法来做两帧之间的运动估计,计算两帧的投影矩阵PMFsift;

(5)根据α,β,γ,分别求出相应的旋转矩阵PMFα,PMFβ,PMFγ;

(6)将陀螺仪旋转角度和PMFsift通过方法中的权重融合在一起,

求出最终的矩阵P-Matrix,

P-Matrix=A*PMFα*B*PMFβ*C*PMFγ*D*PMFsift,ABCD为相应矩阵的权重;

(7)使用融合之后的投影矩阵,对当前帧进行投影,然后剪裁出目标大小的图像,实现防抖。

进一步的,所述陀螺仪需要和Sensor在同一个平面上,从而降低矫正的复杂度。

进一步的,所述陀螺仪测量的角度与视场角的匹配随每个镜头的内参动态变化。

进一步的,所述投影矩阵PMFsift为3X3的矩阵,根据硬件平台的计算能力选择使用的参数的个数。

相对于现有技术,本发明所述的一种基于陀螺仪的电子防抖方法具有以下优势:

本发明的防抖方法,能够有效解决大面积物体运动引起的背景拖拽,同时能够降低在夜晚时候,图像噪声对特征点匹配方法的影响。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:

图1为本发明实施例所述的一种基于陀螺仪的电子防抖方法的执行流程图;

图2为本发明实施例所述的螺仪和Sensor的X、Y、Z轴的示意图。

图3为本发明实施例所述的投影矩阵格式。

具体实施方式

需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明首先使用陀螺仪获得Sensor在X、Y、Z轴的实时角速度,因为陀螺仪温漂的原因,所以在对采集的数据需要进行卡尔曼滤波,然后在进行积分,从而获取其旋转的角度,陀螺仪和Sensor的位置关系见图2。

根据旋转角度和当前镜头的视场角的关系,计算出当前图像的运动矢量,最好使用对角视场角来计算,一定以实际测量的视场角为准,把当前运动矢量记录为

使用特征点匹配方法,比如sift方法,寻找图像中的特征点,然后对两幅图中的特征点进行匹配,匹配的原则使用邻域最大值的方式,通过设置邻域范围可以来限制匹配点的灵敏度,将筛选出来的特征点组成匹配对,为了求解一个3X3的矩阵,只需要5对匹配点,但是筛选出来的匹配点很多,所以我们需要拟合矩阵,通过最小二乘法的方式,得到最优的投影矩阵P-Matrix,矩阵格式见图3。

本方法需要将纯电子防抖方法的投影矩阵P-Matrix和陀螺仪旋转矢量融合到一起,其中需要一个融合权重GyroWeight,通过改变GyroWeight来调节融合比例,得到融合矩阵PMF。

使用融合矩阵PMF,对当前帧进行投影变换,投影过程中会改变图像像素的位置以及图像的大小,所以在投影过程中需要寻找图像中心,然后对图像进行剪裁和放大,达到设置的分辨率,从而实现防抖的效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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