基于MEMS慣性參數(shù)的電子穩(wěn)像系統(tǒng)設計與實現(xiàn).pdf

1、采用以 FPGA為核心的處理平臺，設計了對模擬/數(shù)字視頻信號進行采集、存儲、幀間矯正的實時電子穩(wěn)像系統(tǒng)。攝像機會隨動平臺的晃動產(chǎn)生沿水平或垂直方向的平移抖動和繞攝像機三個軸方向的旋轉(zhuǎn)抖動，這種隨機抖動會使輸出視頻變得不連貫。本文提出了一種基于MEMS慣測傳感器和FPGA的快速圖像矯正算法，消除攝像機隨機晃動對輸出視頻的影響。采用幀間穩(wěn)像技術，將攝像機輸出的抖動視頻信號，存儲在視頻幀存儲器，利用高速MEMS慣測傳感器測得攝像機全局運動，進

2、一步計算出幀間偏移矢量和偏移地址，根據(jù)新地址從幀存儲器中讀取每一個像素信息，使其在顯示器上的像素點沿幀偏移矢量反方向等位移量移動，補償每一幀的像素偏移，從而使圖像穩(wěn)定顯示。結(jié)果表明該方法不僅能夠補償視頻中的平移抖動，還可以補償視頻中的旋轉(zhuǎn)抖動，達到良好的穩(wěn)像效果。本文主要研究工作如下：
　　首先分析了攝像機不同運動方式對實時視頻圖像的影響，選取合適的算法來進行運動估計和運動補償。針對攝像機平移運動和旋轉(zhuǎn)運動推導出矯正矩陣，并用FP

3、GA實現(xiàn)矩陣運算，完成圖像補償。
　　由于該電子穩(wěn)相系統(tǒng)要依賴高精度MEMS慣測傳感器來準確的感應攝像機的晃動，對選用慣測傳感器的速度、精度、誤差進行了分析，以確保其能滿足系統(tǒng)的實時性、精確度要求。
　　最后根據(jù)穩(wěn)像系統(tǒng)的功能需求，設計出系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及硬件電路。包括硬件系統(tǒng)所必須的與外部接口模塊、配置模塊、傳感器模塊和一些輔助模塊。并基于FPGA設計了控制模塊、算法模塊以及算法流程。
　　該設計利用FPGA實現(xiàn)圖像穩(wěn)像