電子穩(wěn)象系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法研究.pdf

1、電子穩(wěn)象是一種新的穩(wěn)象方法。相對(duì)于傳統(tǒng)穩(wěn)象方法，它具有精度高、體積小和成本低等特點(diǎn)。電子穩(wěn)象主要通過運(yùn)動(dòng)估計(jì)和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)來實(shí)現(xiàn)圖象序列的穩(wěn)定。傳統(tǒng)的電子穩(wěn)象系統(tǒng)中多采用的是平移穩(wěn)象算法，常用的平移穩(wěn)象算法處理平移運(yùn)動(dòng)有較好的效果，卻無法處理有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的圖象序列。因而本文主要研究了基于仿射模型的多局部位移旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)估計(jì)法。該方法能對(duì)中心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行估計(jì)。
　　本文首先對(duì)最小二乘解估計(jì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)算法的原理進(jìn)行了分析，并對(duì)已有的局部塊全分

2、布法進(jìn)行了改進(jìn)，稱為十字分布法。由于局部匹配塊數(shù)目的減少，十字分布法的計(jì)算量是全分布法的三分之一。仿真實(shí)驗(yàn)表明，在圖象細(xì)節(jié)較豐富的條件下，十字分布法可以較好的逼近全分布法。
　　其次，為了克服最小二乘解法計(jì)算復(fù)雜，計(jì)算量大的缺點(diǎn)，本文采用了幾何法來估計(jì)中心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。先利用變步長(zhǎng)搜索法估計(jì)局部位移量，并通過多個(gè)中心對(duì)稱分布的局部塊位移量來實(shí)現(xiàn)對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的估計(jì)。幾何法的求解過程簡(jiǎn)單，計(jì)算量減小，便于硬件實(shí)現(xiàn)。從針對(duì)相同圖象序列處理得到

3、的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中可以看出，幾何法估計(jì)精度與最小二乘解法相似。
　　為了防止局部小目標(biāo)運(yùn)動(dòng)對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)估計(jì)的影響，本文采用一種均值篩選法。該方法能夠有效去除存在小目標(biāo)運(yùn)動(dòng)的局部位移估計(jì)，進(jìn)一步減小了旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)估計(jì)的誤差。通過對(duì)實(shí)際視頻序列的處理，從仿真結(jié)果可以看出，進(jìn)行局部位移估計(jì)有效性判斷是非常有效和必要的。
　　最后，論文在QUARTUSⅡ環(huán)境下對(duì)幾何法的局部位移估計(jì)算法和角度計(jì)算算法進(jìn)行了硬件仿真。仿真結(jié)果表明，局部位移估計(jì)只需