用于图像稳定的方法和系统技术方案

本发明专利技术公开用于图像稳定的方法和系统。在用于图像稳定的方法中，执行若干操作，以稳定图像并且输出焦距值。步骤包括利用具有未知焦距的视频摄像机捕获视频并且运行图像稳定过程，其中所述图像稳定过程对来自硬件检测器的输入和可调节焦距值进行操作，所述硬件检测器用于检测所述摄像机的位移。基于来自所述硬件检测器的所述输入和所述可调节焦距值，校正图像内的位移。通过评估位移并调节焦距直到实现满意的图像稳定，可以输出焦距的值。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及用于图像稳定的方法和系统，具体涉及利用视频摄像机(一般为数码视频摄像机)捕获的视频图像流。
技术介绍
本公开涉及图像稳定领域，即改善由于摄像机运动而劣化的视频图像流的质量。存在数字图像稳定的多个版本，即用于处理存储图像流使得在处理后的图像流中抖动或振动最小化的软件应用。在摄像机的情况中，抖动或振动可能是操作者引起的或可能是不能以无振动方式悬挂摄像机的悬挂结果。仅依赖于软件算法的解决方案通常基于对流中图像与图像间的有限特征量进行的跟踪，并且确保这些特征在所显示的图像中保持静态。这些软件方案在降低抖动和振动的影响上是非常有效的，但是它们在对应用或监视应用进行监控时可能具有缺点，在上述应用中它们除了消耗显著的计算功率，还可能引入不想要的时间滞后。替代性方案可以使用光学图像稳定，例如通过偏移一组镜头，以便平行于图像平面偏移图像并且因此抵消振动或抖动的影响。作为对由微型传感器量化的振动作出的响应，执行一组镜头的偏移，并且该偏移一般需要焦距设置的输入。这种技术可以以复杂系统为代价最小化振动或抖动的影响。而且，该技术能够消除作为在曝光时间期间镜头移动的影响的模糊。再一个替代性方案可以使用传感器偏移技术，在该技术中，偏移实际图像传感器，以便追随由摄像机运动引入的图像偏移。所提出的方法均具有他们的优点和缺点。本公开主要解决关于在摇摄方向和/或倾斜方向上的角度移动而出现的问题。对此存在若干方面，然而对于监控安装在固定位置中并且具有摇摄/倾斜功能的摄像机或监视摄像机，在摇摄/倾斜维度上的振动可能是由于交通拥挤以及在风力很大的条件期间的共同影响。在此处公开的本专利技术可以应用于任何视频摄像机。某些镜头使用来自变焦马达的反馈，以便保持跟踪当前焦距。然而，还存在不具有该特征的变焦镜头，例如，手动进行变焦设置的镜头以及不具有与变焦马达相关联的反馈功能的其他变焦镜头。“变焦镜头”类别典型地被分成变焦距镜头和等焦面镜头，并且出于本公开的目的，主要使用短语“变焦镜头”，并且并行使用变焦设置和焦点设置或焦距设置。
技术实现思路
为了提供用于图像稳定和用于推导出焦距设置，本专利技术提供了一种新颖的方法。该方法包括利用视频摄像机捕获视频；运行图像稳定过程，其中所述图像稳定过程对来自用于检测所述摄像机的位移的硬件检测器的输入和可调节焦距值操作；基于来自所述硬件检测器的所述输入和所述可调节焦距值校正位移；在所述图像稳定过程的当前操作下以当前设置的焦距值评估所捕获的场景的静止物体的视频中的位移；以及调节所述可调节焦距值，直到在所捕获的图像中识别的位移低于阈值。可选地，所述方法可以被设置为得到最小位移。该方法提供摄像机的焦距设置的简单推导，其中摄像机的当前设置是未知的。因此，它还提供迅速且精确的图像稳定。在一个或多个实施例中，基于用户输入调节可调节焦距。阈值可以由操作者预设或设置，并且还可以使用其组合。在一个或若干个实施例中，可以根据迭代优化过程调节可调节焦距值，直到位移低于预定阈值。在这样的迭代优化过程中，可以使用图像流中的连续图像，直到达到阈值，并且在另一个实施例中，可以在迭代过程中使用较小组的图像。硬件检测器可以优选地检测视频摄像机在摇摄方向和倾斜方向上的偏移，并且硬件检测器可以检测角偏移。在一个或多个实施例中，硬件检测器是倾斜罗盘，诸如陀螺装置或倾斜仪。在一个或若干实施例中，所述硬件检测器连续检测所述视频摄像机的位移，并且其中所述位移的时间戳可以与单独帧的数据有关。在本专利技术的任意实施例中，来自该方法的输出可以是焦距的量化值，以在摄像机中或其下游中执行的其他过程中使用，或者仅用于呈现给操作者。根据第二方面，使用了根据该方法的任意实施例的方法。这种使用包括引入抖动或振动至视频摄像机，之后，该方法可以输出焦距设置的值。因此，该使用还包括用于校准视频摄像机的方法。根据又一方面，提供一种用于图像稳定来自视频摄像机的输出图像的系统。该系统具有多个输入参数，包括：用于检测视频摄像机的偏移的硬件检测器的输出；可调节焦距值；基于来自硬件检测器的输出和可调节焦距值执行图像的校正的处理单元。该系统可以优选地被配置为执行根据此处提到的一个或多个实施例的方法，以便内在推导出焦距设置的值。附图说明图1是根据本专利技术的一个实施例的摄像机头的示意方框图。图2是可以应用本专利技术的一个实施例的情形的示意侧视图。图3是图2情形的平面图。图4a是根据图2和图3从场景中获取的第一图像帧。图4b是与图4b的图像帧连续的第二图像帧。图5是示出根据本专利技术的第一实施例的过程的流程图。图6是示出根据本专利技术的第二实施例的过程的流程图，类似于图5。图7是用在本专利技术的第三实施例中的滑块的示意图。具体实施方式图1是用在本专利技术的若干实施例中的摄像机头的方框图。摄像机10具有将来自待成像的区域的光投射到图像传感器16上的镜头14(一组镜头，物镜等)。来自图像传感器16的信息在图像处理器18中被处理，图像处理器18可以或可以不形成中央处理单元20的一部分。在一个或多个实施例中，图像处理器18可以连接至易失性存储器22，并且被布置为与该易失性存储器22通信，该易失性存储器22可以连接至中央处理单元20，并且被布置为与中央处理单元20通信。非易失性存储器24可以以标准方式被布置成与CPU20通信。视频摄像机还可以包括在网络内用于通信的网络接口26。除了这些特征，硬件检测器28被布置成跟踪视频摄像机的运动。在本实施例中，硬件检测器是用于监控视频摄像机关于摇摄方向和/或倾斜方向的倾斜的陀螺装置或一组陀螺装置。硬件检测器的输出可以被发送至对图像执行大量自动且用户定义的操作的图像处理器18和/或CPU20，这些操作中的一种是(仿射)变换，在该变换中，原始图像的像素例如基于来自传感器的输入被移动至正确的位置。这种变换还可以包括在畸变校正中重排像素、解释光学畸变(诸如桶形畸变)。检测器一般是陀螺装置或根据其可以得出对应参数的装置，这是因为要考虑旋转或倾斜的重要参数。导致摇摄/倾斜偏移的振动作用在图像中可能是明显的位移，而纵向或横向的平移仅导致微小位移。给出后者的示例，10厘米平移在物面中可能导致10厘米的视场偏移(即在图像传感器中导致可忽略的位移)，而1度倾斜在物面中可能导致显著的视场偏移以及在图像传感器的平面中不能接受的位移。明显地，可替代地或组合地使用能够产生具有类似特性的输出的其他硬件检测器28，诸如倾斜传感器或其他类型的倾斜仪。尽管如此，应提到，在本专利技术可使用的背景中并不排除平移。图2至图4图示了可以从根据本专利技术的一个或多个实施例的方法和系统受益的一种情形。图2是被设置为监控建筑物30及其周边环境的摄像机10的示意侧视图。摄像机悬挂在摄像机保持架28中，这仅仅示意性示出。摄像机可以在垂直方向倾斜T，并且变焦镜头Z采用合适的焦距，并且因此以简单的方式设置视场。图3图示了与上述图2的场景相同的场景，主要图示了摇摄特征P，其采用了以简单方式待设置的摄像机所成像的场景的期望视图。在这种背景下，可以指出，尽管存在可以影响摇摄、倾斜和变焦的由操作者远程控制的视频摄像机，但视频摄像机不必须是与本公开有关的这种类型的视频摄像机。用于摄像机的摄像机保持架可以是允许一定程度的振动或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于图像稳定的方法，所述方法包括：利用具有镜头的视频摄像机捕获视频并且运行图像稳定过程，所述视频摄像机具有未知的焦距设置，其中所述图像稳定过程对来自用于检测所述摄像机的位移的硬件检测器的输入以及对可调节焦距值进行操作；基于来自所述硬件检测器的所述输入和所述可调节焦距值校正所捕获的视频内的位移；在所述图像稳定过程的当前操作下以当前设置的焦距值评估所捕获的场景的静止物体的视频中的位移；调节所述可调节焦距值，直到所评估的位移低于阈值或处于最小值。

【技术特征摘要】
2015.04.02 EP 15162433.51.一种用于图像稳定的方法，所述方法包括：利用具有镜头的视频摄像机捕获视频并且运行图像稳定过程，所述视频摄像机具有未知的焦距设置，其中所述图像稳定过程对来自用于检测所述摄像机的位移的硬件检测器的输入以及对可调节焦距值进行操作；基于来自所述硬件检测器的所述输入和所述可调节焦距值校正所捕获的视频内的位移；在所述图像稳定过程的当前操作下以当前设置的焦距值评估所捕获的场景的静止物体的视频中的位移；调节所述可调节焦距值，直到所评估的位移低于阈值或处于最小值。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述可调节焦距值基于用户输入被调节。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述阈值是预设的。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述阈值由操作者设置。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述可调节焦距值根据迭代优化过程被调节，直到所述位移低于预定的阈值。6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括输出所述可调节焦距值的量化。7.根据权利要求1所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：约纳斯·耶尔姆斯特伦，安德里亚·尼尔森，
申请(专利权)人：安讯士有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE