本发明专利技术涉及手持数码摄像设备的视频防抖。本发明专利技术公开的一种用于手持数码摄像设备的防抖方法及装置，包括：１）首先对图像序列进行运动估计，然后进行抖动发生的判断，如果当前帧的非零有效运动矢量占全部运动矢量的比例大于某个阈值则认为发生了抖动，需要进行抖动补偿；否则保持原图像而不进行补偿；２）抖动发生时，即通过图像的当前帧的各个局部运动矢量估计当前帧的仿射变换系数；３）对当前帧进行防抖动（仿射）变换并与参考帧合并成变换帧之后再继续进行编码。本发明专利技术应用于数码摄像机、摄像头等视频采集装置中。装置包括运动估计单元、编码单元、熵编码单元、运动补偿单元、缓存单元，变换系数计算单元；仿射变换单元；局部运动滤除单元。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及手持数码摄像设备图像处理方法，具体涉及手持数码摄像设备的视频防抖方法。本专利技术还涉及手持数码摄像设备的视频防抖装置。
技术介绍
随着科技的进步和发展，手持数码摄像设备越来越多的进入人们的生活，然而由于人体结构的自然因素，肘腕关节不可避免的轻微运动都会给摄像的结果带来抖动，另外由于手持设备的自身存储限制一般都需要实时的视频压缩编码。本项专利技术就是利用了视频压缩编码的运动估计模块来进行防抖，将防抖与视频编码相结合既减少了防抖的代价又提高了视频压缩的效率。现阶段的防抖系统主要分为两大类光学防抖和电子防抖。光学防抖是通过镜头内置的仪器感应相机的抖动，再通过调整镜头内透镜的位置而达到防抖效果。光学防抖技术通常用于高端的数码相机和数码摄像机中。电子防抖，是通过电子手段来对图像进行处理，以减轻抖动对成像的影响。目前，电子防抖主要有三种实施手段，自动提高ISO感光度/电子图像压缩/BSS模式。CCD(Charge Coupled Device电荷耦合元件)防抖的原理就是将CCD安置在一个可以上下左右移动的支架上，先检测出是否有抖动，由于使用陀螺传感器，抖动的检测与其他公司基本相同。然后传感器检测出抖动的方向、速度、移动量等信号，经过处理计算出可以足以抵消抖动的CCD移动量。电子防抖由于造价低廉，通常用于低端的数码相机和数码摄像机中。由此可见，光学防抖和电子防抖两种技术各有优缺点。光学防抖技术的防抖效果好，可以充分利用CCD的采集像素，但是需要透镜运动补偿装置，因此造价相对较高。电子防抖无需透镜运动补偿装置，造价低廉，实现简单，但是降低CCD的利用率；而采用CCD补偿方法则需要额外的CCD移动装置，也一定程度提高了造价。无论是光学防抖还是电子防抖，多数方法都需要一个运动的传感器-抖动补偿陀螺仪来感知运动的方向和强度，从而采用光学方法和电子方法进行补偿。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种造价低、CCD(Charge Coupled Device电荷耦合元件)利用率高、实现容易的用于手持数码摄像设备的防抖方法。本专利技术的目的还提供一种手持数码摄像设备的视频防抖装置。为了达到上述目的，本专利技术采取以下方案1)首先对图像序列进行运动估计，然后进行抖动发生的判断，如果当前帧的非零有效运动矢量占全部运动矢量的比例大于某个阈值则认为发生了抖动，需要进行抖动补偿；否则保持原图像而不进行补偿；2)抖动发生时，即通过图像的当前帧的各个局部运动矢量估计当前帧的仿射变换系数并进行仿射变换及局部运动滤除；3)对当前帧进行防抖动或仿射变换并与参考帧合并成变换帧之后再继续进行编码。其中，所述运动估计包括1)运动估计模块输入为第i帧图像和第i-1帧图像作为参考图像，输出为第i帧图像相对于第i-1帧图像的运动矢量；2)运动估计方法采用基于视频压缩方法中的运动估计方法，即以块和宏块为单位而进行运动估计，通过运动估计获取图像中每个宏块或块的运动矢量。其中，所述当前帧的变换系数计算及仿射变换和局部运动滤除操作包括<1>首先将运动估计得到的矢量矩阵MV转换成成对的像素点坐标，当前帧的当前点坐标为(X1，Y1)，运动矢量为MV(MVx1，MVy1)，则对应前一帧的像素点为(Xref1，Yref1)有Xref1＝X1+MVx1；Yref1＝Y1+MVy1；<2>其次求解抖动变换系数，当摄像头发生抖动时能够认为两帧图象间类似于发生了仿射变换，从而有Xref1＝a*X1+b*Y1+e；Yref1＝c*X1+d*Y1+f；当认为只发生旋转和平移的抖动而不考虑镜头缩放的抖动时能够简化为Xref1＝a*X1+b*Y1+e；Yref1＝-b*X1+a*Y1+f；由运动估计得到的矢量矩阵结合该点的坐标我们可以建立矩阵方程Xref1Yref1Xref2Yref2··XrefnYrefn=ab-ba*X1Y1X2Y2··XnY1+ef]]>变换如下X1Y110Y1-X101X2Y210Y2-X201········XnYn10Yn-Xn01*abef=Xref1Yref1Xref2Yref2··XrefnYrefn]]>可以看成如下形式 AX＝b其中A=X1Y110Y1-X101X2Y210Y2-X201········XnYn10Yn-Xn01]]>b=Xref1Yref1Xref2Yref2··XrefnYrefn]]>X=abef]]>求解得到(X)X＝-1ATb即可得到变换系数(a b e f)<3>再次，滤除局部运动，利用计算出的变换系数对运动矢量矩阵得到的像素点对进行重新计算得到的(Xrefi’，Yrefi’)与对应的(Xrefi，Yrefi)比较误差，对于任意一个坐标误差大于预定数目个像素的点对认为是局部运动块所在的位置，从而进行了去除；然后利用剩下的n’个点对重新进行步骤<2>中的运算得到相对准确的全局变换系数。其中，所述运动补偿包括利用全局变换系数对当前帧进行变换，即用仿射变换和插值将当前帧中的点变换到新的变换帧上，切除位于图像坐标外的点，对于没有的点用参考帧上的点补齐，此时得到当前帧的变换帧与参考帧的误差只有局部运动而消除了全局抖动。手持数码摄像设备的防抖装置，包括运动估计单元、编码单元、熵编码单元、运动补偿单元、缓存单元，转换开关，该开关用于将当前帧运动估计结果的信息送入编码单元，或送入变换系数计算单元、仿射变换单元；变换系数计算单元，用于求解当前帧的仿射变换系数，它的一端通过转换开关与运动估计单元连接，另一端与仿射变换单元连接；仿射变换单元，用于消除当前帧可能存在的抖动，它通过转换开关接所述编码单元；局部运动滤除单元，用于判断当前帧是否发生了抖动并消除全局抖动中的局部运动，它分别接仿射变换单元和变换系数计算单元。手持数码摄像设备的防抖装置，包括运动估计单元一、编码单元、熵编码单元、运动补偿单元、缓存单元，还增设一个运动估计单元二，该单元的一端与仿射变换单元连接，另一端通过转换开关与编码单元连接；变换系数计算单元，用于求解当前帧的仿射变换系数，它的一端与运动估计单元一连接，另一端与仿射变换单元连接；仿射变换单元，用于消除当前帧可能存在的抖动，它接增设的运动估计单元二；局部运动滤除单元，用于判断当前帧是否发生了抖动并消除全局抖动中的局部运动，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于手持数码摄像设备的防抖方法，其特征在于包括：１）首先对图像序列进行运动估计，然后进行抖动发生的判断，如果当前帧的非零有效运动矢量占全部运动矢量的比例大于某个阈值则认为发生了抖动，需要进行抖动补偿；否则保持原图像而不进行补偿；２）抖动发生时，即通过图像的当前帧的各个局部运动矢量估计当前帧的仿射变换系数并进行仿射变换及局部运动滤除；３）对当前帧进行防抖动或仿射变换并与参考帧合并成变换帧之后再继续进行编码。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：高飞，王浩，夏煜，黄英，
申请(专利权)人：北京中星微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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