基于塊匹配和直線特征的視頻穩(wěn)像方法研究的中期報(bào)告

基于塊匹配和直線特征的視頻穩(wěn)像方法研究的中期報(bào)告一、前言視頻穩(wěn)像是多媒體領(lǐng)域中的一個(gè)重要問題，對(duì)于提高視頻質(zhì)量、保障視頻信息可靠性等方面有著廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)有的視頻穩(wěn)像方法很多，常用的包括基于全局運(yùn)動(dòng)估計(jì)的方法和基于塊匹配的方法，但是這些方法都存在一些問題，如計(jì)算量大、準(zhǔn)確率低等。近年來，針對(duì)這些問題，人們提出了一些新的方法，本報(bào)告將介紹其中一種基于塊匹配和直線特征的視頻穩(wěn)像方法的研究進(jìn)展和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。二、研究方法（一）穩(wěn)像算法概述本方法的基本思路是先使用塊匹配方法來獲取圖像中的穩(wěn)像點(diǎn)，并提取出穩(wěn)向的直線特征，然后將這些直線特征利用全局運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法來進(jìn)行穩(wěn)像處理。具體步驟如下：1.首先將輸入的視頻分為若干個(gè)小塊，然后對(duì)每個(gè)小塊進(jìn)行塊匹配處理，獲取該小塊在每幀圖像中的穩(wěn)像點(diǎn)。2.對(duì)每個(gè)小塊中的穩(wěn)像點(diǎn)進(jìn)行直線擬合，獲取穩(wěn)像點(diǎn)附近的直線特征。3.用所有的直線特征形成一張穩(wěn)向圖像，并根據(jù)穩(wěn)向圖像進(jìn)行全局運(yùn)動(dòng)估計(jì)，得到每幀圖像的穩(wěn)像參數(shù)。4.對(duì)每幀圖像進(jìn)行變換處理，將其穩(wěn)定。（二）塊匹配方法本方法使用了基于灰度相似度的塊匹配方法來獲取穩(wěn)像點(diǎn)。具體步驟如下：1.將當(dāng)前幀圖像中的小塊基準(zhǔn)塊作為參考?jí)K。2.在下一幀圖像中找到與參考?jí)K灰度相似度最高的匹配塊。3.計(jì)算參考?jí)K和匹配塊之間的偏移量(delta_x,delta_y)。4.將匹配塊的中心移動(dòng)(delta_x,delta_y)個(gè)像素，作為下一幀的參考?jí)K。5.重復(fù)步驟(2)-(4)，直到匹配塊的移動(dòng)超出圖像范圍或匹配度小于一定閾值。（三）直線特征提取方法本方法使用了最小二乘法來進(jìn)行直線擬合。具體步驟如下：1.將穩(wěn)像點(diǎn)分為多個(gè)組，每個(gè)組中的穩(wěn)像點(diǎn)距離太遠(yuǎn)，不能滿足直線模型假設(shè)的要求。2.對(duì)每個(gè)組中的穩(wěn)像點(diǎn)進(jìn)行最小二乘法擬合直線。3.通過計(jì)算擬合直線的斜率和截距來確定該直線特征。（四）全局運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法本方法使用了基于穩(wěn)向的全局運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法來進(jìn)行圖像穩(wěn)像。具體步驟如下：1.將每個(gè)小塊中的直線特征在穩(wěn)向圖像中顯示出來，形成一個(gè)局部的穩(wěn)向圖像。2.將所有的局部穩(wěn)向圖像拼接起來，形成全局的穩(wěn)向圖像。3.在全局穩(wěn)向圖像中用三角形剖分算法來劃分成若干個(gè)小三角形，并計(jì)算每個(gè)三角形的平均穩(wěn)向值。4.用平均穩(wěn)向值來進(jìn)行全局運(yùn)動(dòng)估計(jì)，得到每幀圖像的穩(wěn)像參數(shù)。5.用穩(wěn)像參數(shù)來進(jìn)行圖像穩(wěn)像。三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果我們針對(duì)一些有明顯抖動(dòng)的視頻進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本方法能夠有效地減少視頻的抖動(dòng)，并且實(shí)驗(yàn)效果優(yōu)于普通的塊匹配方法和經(jīng)典的全局運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法。本方法的計(jì)算量雖然比較大，但是穩(wěn)像結(jié)果比較穩(wěn)定，能夠滿足實(shí)際應(yīng)用的需求。四、總結(jié)本文介紹了一種基于塊匹配和直線特征的視頻穩(wěn)像方法，該方法先使用塊匹配來獲取圖像的穩(wěn)像點(diǎn)，并提取出穩(wěn)向的直線特征，然后利用全局運(yùn)動(dòng)估計(jì)來進(jìn)行圖像穩(wěn)像。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本方法可以有效地減少視頻的抖動(dòng)，穩(wěn)像效