一种用于陀螺仪电子防抖的参数校正方法技术

本发明专利技术公开了一种陀螺仪电子防抖的参数校正方法,其技术方案要点是结合陀螺仪采集相机图像传感器的X、Y、Z轴的旋转角度和平移量和计算得到校准图的旋转角度、横向平移量以及纵向平移量得到权重矩阵K，完成陀螺仪电子防抖的参数校正；在权重矩阵K的基础上得到仿射矩阵P，通过仿射变换矩阵P对抖动视频原图像进行反仿射变换得到防抖图像。本发明专利技术校正方法排除了不同的相机内参对防抖效果的影响，有效提高仿射变换矩阵P的准确性，提高陀螺仪电子防抖的效果；有效减少甚至消除在较暗空间内巡检机器人的视频抖动，为视频的后处理以及人员的观看提供帮助。看提供帮助。看提供帮助。

【技术实现步骤摘要】
一种用于陀螺仪电子防抖的参数校正方法


[0001]本专利技术属于相机视频防抖的
，具体涉及一种用于陀螺仪电子防抖的参数校正方法。

技术介绍

[0002]相机视频抖动是视频处理中常出现的问题，视屏抖动影响相机图像采集数据的准确性，并影响数据的后处理和相关人员的观看。为有效减少和消除视频抖动，相机视频防抖技术研究应用在图像处理的不同领域如机器人巡检、摄像、投影等。
[0003]相机视频防抖主要分为机械防抖和电子防抖，其中机械防抖对外部机械结构和驱动单元要求较高，在高频微小的抖动中难以发挥长处。电子防抖分为图像处理法和陀螺仪检测校正法，其中图像处理法从视频每帧图像角度出发，消除主观感受的“抖动”，但是其在暗光下或者视频拍摄主体具有运动属性时难以应用。
[0004]陀螺仪检测校正方法是集合机械防抖和电子防抖优势的视频防抖方法。陀螺仪电子防抖利用陀螺仪的抖动数据来补偿视频画面的移动和旋转，在陀螺仪检测精度足够的情况下补偿权重是画面防抖效果好坏的最重要参数。目前主流补偿权重参数的确立方法是参数计算法和试凑法。其中权重参数计算方法是根据相机内参，比如镜头焦段、相机图像传感器尺寸、物距等确定；另一种试凑法是根据画面主观抖动情况，人为尝试并最终选取一个合适的权重参数。
[0005]权重参数计算方法是根据相机内参，比如镜头焦段、相机图像传感器尺寸、物距等确定，其最大的缺陷是依赖相机内参的获取，但在很多情况下，相机的内参无法获取，且内参的丝毫偏差将对防抖效果产生影响。另一种试凑法是根据画面主观抖动情况，人为尝试并最终选取一个合适的权重参数，其缺点是防抖效果依赖人员主观的感受，面对小幅度的高频率抖动，试凑法难以取得良好的效果。本专利技术采用以画面角度出发的权重参数优化，通过机器视觉的方法得到相机所拍摄视频的抖动情况，可以使得画面的抖动最小，也不依赖相机内参的获取。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种用于陀螺仪电子防抖的参数校正方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]所述参数校正方法包括如下步骤：采集传感器的X、Y、Z轴的旋转角度和平移量；标定校准图中的圆心坐标和水平线；计算得到校准图的旋转角度、横向平移量以及纵向平移量；结合校准图的旋转角度、横向平移量以及纵向平移量和陀螺仪数据得到权重矩阵K，完成参数校正。
[0009]优选地，所述参数校正方法通过陀螺仪检测相机图像传感器的X、Y、Z轴旋转角和平移量，通过计算机视觉方法检测校准图旋转和平移。
[0010]优选地，所述陀螺仪与所述相机图像传感器平行安装，所述陀螺仪与所述相机图像传感器的中心轴共线，以减小相机大幅度抖动时陀螺仪各向姿态信息之间的耦合。
[0011]优选地，所述参数校正方法使用计算机视觉的闭合图形检测方法标定校准图中的两个圆心坐标。
[0012]优选地，所述参数校正方法计算两个圆心的连线与水平线的夹角得到校准图的旋转角度α
img
，所述校准图的旋转角度对应为相机图像传感器的Z轴旋转角度α
sen
。
[0013]优选地，所述参数校正方法计算两个圆心的连线中点的坐标得到校准图的横向平移量x
img
,所述校准图横向平移量对应为相机图像传感器的Y轴旋转角度β
sen
和X轴平移量x
sen
。
[0014]优选地，所述参数校正方法计算两个圆心的连线中点的坐标得到校准图的纵向平移量y
img
，所述校准图纵向平移量对应为相机图像传感器的X轴旋转角度δ
sen
和Y轴平移量y
sen
。
[0015]优选地，所述参数校正方法结合三项图像的变换信息α
img
、x
img
、y
img
和五种陀螺仪数据α
sen
、β
sen
、x
sen
、δ
sen
、y
sen
得到权重矩阵K，所述权重矩阵如下所示：
[0016]α
img
＝K1α
sen
[0017][0018][0019]其中K1、K2、K3、K4、K5分别为相机图像传感器单独Z轴旋转、Y轴旋转、X平移、X轴旋转、Y轴平移计算得到的参数。
[0020]优选地，所述参数校正方法在权重矩阵K的基础上得到仿射矩阵P，所述仿射变换矩阵P对抖动视频原图像进行反仿射变换得到防抖图像，所述仿射矩阵P如下所示：
[0021][0022]优选地，所述权重矩阵K用于陀螺仪电子防抖的参数校正。所述参数校正方法排除了不同的相机内参对防抖效果的影响，能够有效提高仿射变换矩阵P的准确性，提高陀螺仪电子防抖的效果。
[0023]本专利技术的技术效果和优点：本专利技术用于陀螺仪电子防抖的参数校正方法采用了以画面角度出发的权重参数优化，通过机器视觉的方法得到相机所拍摄视频的抖动情况，可以使得画面的抖动最小，并不依赖相机内参的获取，所述参数校正方法排除了不同的相机内参对防抖效果的影响，能够有效提高仿射变换矩阵P的准确性，提高陀螺仪电子防抖的效果，所述参数校正方法有效减少甚至消除在较暗空间内巡检机器人的视频抖动，为视频的后处理以及人员的观看提供帮助。
附图说明
[0024]图1为本专利技术用于陀螺仪电子防抖的参数校正方法流程图；
[0025]图2为本专利技术陀螺仪与相机图像传感器平行的结构示意图；
[0026]图3为本专利技术黑色背景中含两个白色闭合圆形的结构示意图；
[0027]图4为本专利技术两个圆的圆心连线的中点坐标与连线旋转角度的结构示意图。
具体实施方式
[0028]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]本专利技术提供了一种用于陀螺仪电子防抖的参数校正方法，所述参数校正方法包括如下步骤：采集传感器的X、Y、Z轴的旋转角度和平移量；标定校准图中的圆心坐标和水平线；计算得到校准图的旋转角度、横向平移量以及纵向平移量；结合校准图的旋转角度、横向平移量以及纵向平移量和陀螺仪数据得到权重矩阵K，完成参数校正。
[0030]所述参数校正方法通过陀螺仪检测相机图像传感器的X、Y、Z轴旋转角和平移量，通过计算机视觉方法检测校准图旋转和平移。
[0031]所述陀螺仪电子防抖利用陀螺仪的抖动数据补偿视频画面的移动和旋转，所述陀螺仪的抖动数据中补偿权重是在陀螺仪检测精度足够情况下画面防抖效果好坏的最重要参数。所述用于陀螺仪电子防抖的参数校正方法采用以画面角度出发的权重参数优化，通过机器视觉的方法得到相机所拍摄视频的抖动情况本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于陀螺仪电子防抖的参数校正方法，其特征在于：所述参数校正方法包括如下步骤：采集传感器的X、Y、Z轴的旋转角度和平移量；标定校准图中的圆心坐标和水平线；计算得到校准图的旋转角度、横向平移量以及纵向平移量；结合校准图的旋转角度、横向平移量以及纵向平移量和陀螺仪数据得到权重矩阵K，完成参数校正。2.根据权利要求1所述的用于陀螺仪电子防抖的参数校正方法，其特征在于：所述参数校正方法通过陀螺仪检测相机图像传感器的X、Y、Z轴旋转角和平移量，通过计算机视觉方法检测校准图旋转和平移。3.根据权利要求2所述的用于陀螺仪电子防抖的参数校正方法，其特征在于：所述陀螺仪与所述相机图像传感器平行安装，所述陀螺仪与所述相机图像传感器的中心轴共线。4.根据权利要求2所述的用于陀螺仪电子防抖的参数校正方法，其特征在于：所述参数校正方法使用计算机视觉的闭合图形检测方法标定校准图中的两个圆心坐标。5.根据权利要求2所述的用于陀螺仪电子防抖的参数校正方法，其特征在于：所述参数校正方法计算两个圆心的连线与水平线的夹角得到校准图的旋转角度α
img
，所述校准图的旋转角度对应为相机图像传感器的Z轴旋转角度α
sen
。6.根据权利要求2所述的用于陀螺仪电子防抖的参数校正方法，其特征在于：所述参数校正方法计算两个圆心的连线中点的坐标得到校准图的横向平移量x
img
,所述校准图横向平移量对应为相机图像传感器的Y轴旋转角度β
sen
和X轴平移量x
sen
。7.根据权利要求2所述的用于陀螺仪电子防抖的参数校正方法，其特征在于：所述参数...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑亚锋，屠学伟，桑士杰，王春雨，但伟，谭学靖，单彦军，吴松，耿晓娅，曹玉玺，
申请(专利权)人：国家电投集团东方新能源股份有限公司热力分公司国电投峰和新能源科技河北有限公司，
类型：发明
国别省市：