Алгоритм стабилизации видеоизображения при наличии в поле зрения быстро двигающихся объектов

Abstract

При использовании приборов видеонаблюдения, работающих в видимом и/или инфракрасном диапазоне, в нестационарных условиях возникает проблема нестабильности видеоизображения, обусловленная вибрацией платформы, например, связанной с ветровой нагрузкой. Особенно сильно этот эффект влияет на качество наблюдения и распознавания при применении длиннофокусных объективов, когда незначительные колебания камеры приводят к заметной нестабильности видеоизображения. Описание алгоритма В наиболее часто используемых алгоритмах стабилизации видеоизображения используется анализ корреляционной функции между опорным кадром и последующими N кадрами. Каждый последующий N й кадр смещается на заданную величину Δx + Δy относительно опорного кадра и рассчитывается корреляционная функция, например, вида: ( , ) ( ), , ( , ) , , A x y I , I x y M M base i j W H i j N     ix jy        где A(Δx, Δy) – корреляционная функция; Δx, Δy – сдвиг N го кадра относительно опорного кадра в пикселях по вертикали и горизонтали, соответственно; W, H – ширина и высота кадра в пикселях, соответственно; Ii,j – величины сигналов пикселей с координатами i,j; M – целая константа, соответствующая максимальному сдвигу, определяется параметрами фотоприемника и условиями наблюдения. Для реализации алгоритма на изображении выбиралась сетка реперных точек. Далее анализ оптического потоках проводился только по этим точкам. Вычисляется среднее значение вектора смещения реперных точек (Δxср + Δyср), между двумя соседними кадрами и определяются точки со смещением, больше среднего значения на заданную величину (Δx+Δy = Δxср+Δyср + const). Если заданное число соседних реперных точек имеют величину смещения выше средней на заданную величину, то считается, что эти точки относятся к быстро двигающемуся объекту (область, связанная с движущимся грузовика, выделена прямоугольником) и исключаются из дальнейшего анализа. В работе предложен алгоритм стабилизации видеоизображения в режиме реального времени в условиях, когда в сцене присутствует быстро двигающиеся объекты. В приборах с реконфигурируемыми вычислительными платформами возможно использование нескольких алгоритмов обработки изображения без изменения аппаратной части. Выбор алгоритма осуществляется оператором нажатием соответствующей кнопки или выбором алгоритма из меню программы. Предложенный алгоритм может использоваться в таких системах как дополнительная возможность получения стабилизированных видеоизображений в условиях, когда в поле зрения появляются двигающиеся объекты.