用于监控器材的图像防抖方法、系统、设备和存储介质技术方案

本公开涉及图像处理技术领域，特别涉及一种用于监控器材的图像防抖方法、系统、设备和存储介质。本公开提供的用于监控器材的图像防抖方法，通过尺度不变特征变换的方式，估计图像在像素坐标系下的平移抖动量，并结合MEMS检测的抖动量，对抖动量的精确补充，极大提高了相机获取的图像的稳定程度。并且，不仅增加了平移抖动量的估计，还避免了现有技术中采用的特征匹配误差，而且还降低了在防抖计算过程中的复杂程度。

【技术实现步骤摘要】
用于监控器材的图像防抖方法、系统、设备和存储介质
本公开涉及图像处理
，特别涉及一种用于监控器材的图像防抖方法、系统、设备和存储介质。
技术介绍
固定在云台上的摄像机，会随着云台的运动产生随机的抖动，进而引起摄像机输出视频图像的不连贯变化。视频图像的晃动会严重影响图像质量，进而对后面的图像造成较大干扰，尤其是在目标跟踪是，摄像系统的随机抖动会导致目标位置在画面上呈现不规则变化，增大了目标检测难度，甚至目标丢失。再者摄像机抖动引起的画面晃动使观察者产生疲劳，无法精确有效的观测画面。想要从处于复杂运动状态的监控器材中得到稳定的视频图像，目前方法主要有三种：光学稳像、机械稳像和电子稳像。
技术实现思路
本公开的一方面提供了一种用于监控器材的图像防抖方法。所述图像防抖方法包括如下步骤：所述方法用于带有MEMS陀螺仪的监控器材中，所述方法包括如下步骤：读取所述陀螺仪的输出数据，以获得所述监控器材中相机的平移抖动量；分离承载所述相机的云台带给相机的的非意向运动和意向运动形成的噪声干扰，以得到分离噪声的平滑图像数据；对运动矢量进行运动估算处理，以得到第一视频序列；获取所述第一视频序列在三维坐标系中的相对于每个坐标轴的旋转角度；根据所述旋转角度对所述云台进行逆向补偿，以获得得到补偿后的第二连续视频序列；将所述二次视频序列进行坐标转换，以得到在像素坐标系下的第三视频序列；采取相邻图像补偿法，结合运动矢量坐标，对所述第三视频序列中的每一帧进行逆向旋转，以得到所述相机发生抖动前的坐标；根据所述抖动前的坐标，对所述云台进行运动补偿，并采用相反方向移动以消除所述平移抖动量，以使所述相机得到稳定的视频图像。在一实施例中，所述的获取第一视频序列在三维坐标系中的相对于每个坐标轴的旋转角度的步骤包括：读取所述陀螺仪检测的相机的角速率和时间，并对角速率与时间的乘积结果进行线性差值补充，以获得所述旋转角度。在一实施例中，所述的对云台进行运动补偿，并采用相反方向移动以消除平移抖动量，以使相机得到稳定的视频图像的步骤还包括：对所述云台进行运动补偿，并采用相反方向移动以消除平移抖动量，以得到运动补偿后、且消除抖动量的视频图像将所述消除抖动量的视频图像中的每相邻两帧图像进行重复区域重合拼接，以消除所述稳定的视频图像中的黑边，以得到所述稳定的视频图像。本公开的另一方面是提供了一种用于监控器材的图像防抖系统。所述用于监控器材的图像防抖系统用于实现如前所述的用于监控器材的图像防抖方法的步骤。所述系统包括：数据获取模块，用于读取所述陀螺仪的输出数据，以获得所述监控器材中相机的平移抖动量；数据处理模块，用于分离承载所述相机的云台带给相机的非意向运动和意向运动形成的噪声干扰，以得到分离噪声的平滑图像数据；并且还用于对运动矢量进行运动估算处理，以得到第一视频序列；所述数据获取模块，还用于获取所述第一视频序列在三维坐标系中的相对于每个坐标轴的旋转角度；数据补偿模块，用于根据所述旋转角度对所述云台进行逆向补偿，以获得得到补偿后的第二连续视频序列；所述数据处理模块，还用于将所述二次视频序列进行坐标转换，以得到在像素坐标系下的第三视频序列；以及还用于所述第三视频序列中的每一帧进行逆向旋转，以得到所述相机发生抖动前的坐标；所述数据补偿模块，还用于根据所述抖动前的坐标，对所述云台进行运动补偿，并采用相反方向移动以消除所述平移抖动量，以使所述相机得到稳定的视频图像。本公开的再一方面还提供了一种用于监控器材的图像防抖设备。所述用于监控器材的图像防抖设备包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序时实现如本公开前一方面所述的用于监控器材的图像防抖方法的步骤。本公开的最后一方面则是提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前所述的用于监控器材的图像防抖方法的步骤。在本公开提供的用于监控器材的图像防抖方法、系统、设备和存储介质中，通过尺度不变特征变换的方式，估计图像在像素坐标系下的平移抖动量，并结合MEMS检测的抖动量，对抖动量的精确补充，极大提高了相机获取的图像的稳定程度。并且，不仅增加了平移抖动量的估计，还避免了现有技术中采用的特征匹配误差，而且还降低了在防抖计算过程中的复杂程度。附图说明附图示例性地示出了实施例并且构成说明书地一部分，与说明书的文字描述一起用于讲解实施例的示例性实施方式。所示出的实施例仅出于示例的目的，并不限制权利要求的范围。在所有附图中，相同的附图标记指代类似但不一定相同的要素。图1是本公开一实施例所展示的图像防抖方法的步骤流程图；图2是本公开一实施例提供的优选的获得稳定的视频图像的方法步骤流程图；图3是本公开一实施例提供的输出稳定视频序列的处理过程示意图；图4是本公开一实施例提供的用于监控器材的图像防抖系统模块连接示意图；图5是本公开一实施例提供的计算机可读存储介质的结构示意图。具体实施方式通过上述说明可知，视频图像的晃动会严重影响图像质量，进而对后面的图像处理造成较大干扰。为了降低摄像机的抖动而因此的视频图像晃动现象，现有技术中常采用光学稳像、机械稳像和电子稳像的方式来得到稳定的视频图像。光学稳像和电子稳像虽然在图像补偿方面取得了很大的进展，但因电子设备受到体积、成本、便携性等因素的限制，往往都不适合被应用到电子设备上。而且电子稳像技术大多有实通过特征值匹配或者特征值跟踪等形成稳定的视频图像，其计算过程较为复杂，实时性也较差，在一些领域中，例如森林防火中难以使用。并且，现有的陀螺仪的稳定算法虽然取得了较好的图像防抖效果，但其相机运动估计仅针对旋转运动，忽略了平移运动。当相机距离拍摄物体较远时，平移抖动相对于高频率的旋转抖动可以忽略不计。目前的电子设备很多在近处使用，当物体距相机较近时，相机的平移抖动亦会严重影响拍摄效果。为了解决现有技术存在的问题，专利技术人通过创造性的劳动提出了一种用于监控器材的图像防抖方法、系统、设备和存储介质。值得说明的是，本公开提供的图像防抖方法，不仅能够用于监控器材的防抖过程中，而且还可以应用于其他带有陀螺仪的图像拍摄器材中。以下结合附图和具体实施例对本公开提出的用于监控器材的图像防抖方法、系统、设备及存储介质作进一步详细说明。根据权利要求书和下面说明，本公开的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本公开实施例的目的。应当理解的内容是，说明书中的用辞仅用于描述特定的实施例，并不旨在限定本公开。说明书使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)除非另有定义，均具有本领域技术人员通常理解的含义。为简明和/或清楚起见，公知的功能或结构不再详细说明。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于监控器材的图像防抖方法，其特征在于，所述方法用于带有MEMS陀螺仪的监控器材中，所述方法包括如下步骤：/n读取所述陀螺仪的输出数据，以获得所述监控器材中相机的平移抖动量；/n分离承载所述相机的云台带给相机的的非意向运动和意向运动形成的噪声干扰，以得到分离噪声的平滑图像数据；/n对运动矢量进行运动估算处理，以得到第一视频序列；/n获取所述第一视频序列在三维坐标系中的相对于每个坐标轴的旋转角度；/n根据所述旋转角度对所述云台进行逆向补偿，以获得得到补偿后的第二视频序列；/n将所述二次视频序列进行坐标转换，以得到在像素坐标系下的第三视频序列；/n采取相邻图像补偿法，结合运动矢量坐标，对所述第三视频序列中的每一帧进行逆向旋转，以得到所述相机发生抖动前的坐标；/n根据所述抖动前的坐标，对所述云台进行运动补偿，并采用相反方向移动以消除所述平移抖动量，以使所述相机得到稳定的视频图像。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于监控器材的图像防抖方法，其特征在于，所述方法用于带有MEMS陀螺仪的监控器材中，所述方法包括如下步骤：
读取所述陀螺仪的输出数据，以获得所述监控器材中相机的平移抖动量；
分离承载所述相机的云台带给相机的的非意向运动和意向运动形成的噪声干扰，以得到分离噪声的平滑图像数据；
对运动矢量进行运动估算处理，以得到第一视频序列；
获取所述第一视频序列在三维坐标系中的相对于每个坐标轴的旋转角度；
根据所述旋转角度对所述云台进行逆向补偿，以获得得到补偿后的第二视频序列；
将所述二次视频序列进行坐标转换，以得到在像素坐标系下的第三视频序列；
采取相邻图像补偿法，结合运动矢量坐标，对所述第三视频序列中的每一帧进行逆向旋转，以得到所述相机发生抖动前的坐标；
根据所述抖动前的坐标，对所述云台进行运动补偿，并采用相反方向移动以消除所述平移抖动量，以使所述相机得到稳定的视频图像。


2.如权利要求1所述的用于监控器材的图像防抖方法，其特征在于，所述的获取第一视频序列在三维坐标系中的相对于每个坐标轴的旋转角度的步骤包括：
读取所述陀螺仪检测的相机的角速率和时间，并对角速率与时间的乘积结果进行线性差值补充，以获得所述旋转角度。


3.如权利要求1所述的用于监控器材的图像防抖方法，其特征在于，所述的对云台进行运动补偿，并采用相反方向移动以消除平移抖动量，以使相机得到稳定的视频图像的步骤还包括：
对所述云台进行运动补偿，并采用相反方向移动以消除平移抖动量，以得到运动补偿后、且消除抖动量的视频图像；
将所述消除抖动量的视频图像中的每相邻两帧图像进行重复区域重...

【专利技术属性】
技术研发人员：逄增伦，石少峰，郭伟，杨文泉，孙晓燕，柳燕，徐崑，
申请(专利权)人：青岛浩海网络科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37