一種穩(wěn)像方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及圖像處理技術領域，尤其設及一種穩(wěn)像方法及裝置。
【背景技術】
[0002] 隨著電子技術的快速發(fā)展，用戶可W通過移動終端，例如，手機、平板電腦、數(shù)碼相 機和手持攝像機等等，進行視頻拍攝，然而，在拍攝過程中，由于拍攝技巧、拍攝環(huán)境等因素 影響可能會造成拍攝設備抖動，進而使得拍攝得到的視頻存在畫面不穩(wěn)定的現(xiàn)象，影響用 戶正常觀看，為此，需對運類視頻進行穩(wěn)像處理。
[0003] 在現(xiàn)有技術中，可W采用硬件方案實現(xiàn)視頻穩(wěn)像，一般采用為拍攝設備添加物理 增穩(wěn)云臺的技術方案，實現(xiàn)補償各個方向的相機抖動的技術效果。硬件方案的優(yōu)點是穩(wěn)定 性高，穩(wěn)像效果好，缺點是價格高，功耗高，體積大。
[0004] 此外，也可W通過軟件方案進行視頻穩(wěn)像處理。一般采用提取并跟蹤視頻帖中圖 像特征，獲得目標視頻中相鄰帖之間的相關性，利用所獲得相關性對目標視頻中的各帖進 行穩(wěn)像處理，之后再進行視頻編碼。由上述方式可見，在編碼階段進行穩(wěn)像處理時，雖然對 拍攝端的硬件沒有特殊要求，但是受限于圖像技術的缺陷（對光照，運動場景敏感)很難準 確恢復出相機的運動，導致穩(wěn)像精度低，效果不穩(wěn)定。并且由于視頻帖的數(shù)據(jù)量較大，獲得 目標視頻中相鄰帖之間的相關性時，所需內(nèi)存等資源較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明實施例提供一種穩(wěn)像方法及裝置，W解決視頻畫面不穩(wěn)定的問 題。
[0006] 第一方面，本發(fā)明實施例提供了 一種穩(wěn)像方法，所述方法包括：
[0007] 通過內(nèi)置于成像裝置的=軸巧螺儀獲取所述成像裝置拍攝時的運動數(shù)據(jù)；
[000引將所述運動數(shù)據(jù)進行去噪處理；
[0009] 根據(jù)去噪處理后的運動數(shù)據(jù)對圖像中的像點進行反向補償，去除所述圖像抖動。
[0010] 第二方面，本發(fā)明實施例還提供了 一種穩(wěn)像裝置，所述裝置包括：
[0011] 運動數(shù)據(jù)獲取模塊，用于通過內(nèi)置于成像裝置的=軸巧螺儀獲取所述成像裝置拍 攝時的運動數(shù)據(jù)；
[0012] 去噪模塊，用于將所述運動數(shù)據(jù)進行去噪處理；
[0013] 反向補償模塊，用于根據(jù)去噪處理后的運動數(shù)據(jù)對圖像中的像點進行反向補償， 去除圖像抖動。
[0014] 本發(fā)明實施例提供的穩(wěn)像方法及裝置，通過內(nèi)置于成像裝置的=軸巧螺儀獲取成 像裝置拍攝時的運動數(shù)據(jù)，并根據(jù)去噪后的運動數(shù)據(jù)對當前圖像進行反向補償。在無需增 加額外硬件和拍攝圖像效果不佳時，可W實現(xiàn)對視頻進行穩(wěn)像處理，提高了用戶體驗。
【附圖說明】
[0015] 通過閱讀參照W下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它 特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯：
[0016] 圖1是本發(fā)明實施例一提供的穩(wěn)像方法的流程示意圖；
[0017] 圖2是本發(fā)明實施例一提供的穩(wěn)像方法中成像裝置的成像原理示意圖；
[0018] 圖3是本發(fā)明實施例二提供的穩(wěn)像方法的流程示意圖；
[0019] 圖4是本發(fā)明實施例=提供的穩(wěn)像方法的流程示意圖；
[0020] 圖5是本發(fā)明實施例四提供的穩(wěn)像裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0021] 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明?？蒞理解的是，此處所描 述的具體實施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便 于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關的部分而非全部內(nèi)容。
[0022] 實施例一
[0023] 圖1為本發(fā)明實施例一提供的穩(wěn)像方法的流程圖，本實施例可適用于采用成像裝 置拍攝視頻的情況，該方法可W由穩(wěn)像裝置來執(zhí)行，該裝置可由軟件/硬件方式實現(xiàn)，并可 集成于成像裝置中。
[0024] 參見圖1，所述穩(wěn)像方法，包括：
[0025] S110,通過內(nèi)置于成像裝置的=軸巧螺儀獲取所述成像裝置拍攝時的運動數(shù)據(jù)。
[0026] 在使用成像裝置拍攝視頻時，由于拍攝過程中成像裝置運動包含了大量的隨機抖 動，從而引起視頻圖像畫面的抖動。由于一般拍攝的物體距離成像裝置較遠，主要的視頻抖 動是由成像裝置的旋轉(zhuǎn)運動帶來的，所W在本實施例中，所述的運動數(shù)據(jù)為旋轉(zhuǎn)角度。在成 像裝置內(nèi)設置有=軸巧螺儀，=軸巧螺儀可W同時測定6個方向的位置、移動軌跡及加速 度。根據(jù)移動軌跡及瞬時加速度，可W計算得到成像裝置每一時刻在=軸方向上的旋轉(zhuǎn)角 度。
[0027] S120,將所述運動數(shù)據(jù)進行去噪處理。
[0028] 由于成像裝置運動中包含了大量的隨機抖動，從而引起視頻圖像畫面的抖動。只 有去除隨機抖動，并對圖像畫面進行反向補償才能得到穩(wěn)定的視頻圖像?？蒞將隨機抖動 視作成像裝置運動的噪聲，采用相應的去噪算法即可去除隨機抖動。具體的，將隨機抖動噪 聲近似視作高斯分布，對所獲取的運動數(shù)據(jù)進行高斯平滑，進而可W得到成像裝置穩(wěn)定的 運動數(shù)據(jù)。示例性的，可W采用如下公式對運動數(shù)據(jù)進行去噪：
[0030] 其中，1為平滑半徑；(tc)為去噪處理后的運動數(shù)據(jù)，在本實施例中，相當于成像裝 置利用高斯平滑去噪處理后的旋轉(zhuǎn)角度;p(i)為高斯平滑函數(shù)， O為分布參數(shù)?！?(tw)為tw時刻獲取的運動數(shù)據(jù)。
[0031] S130,根據(jù)去噪處理后的運動數(shù)據(jù)對圖像中的像點進行反向補償，去除所述圖像 抖動。
[0032] 圖2是本發(fā)明實施例一提供的穩(wěn)像方法中成像裝置的成像原理示意圖。如圖2所 示，一般的成像原理可W視作為小孔成像，并可W將成像裝置坐標系統(tǒng)設置為與物理世界 坐標系統(tǒng)中屯、重合且平行。M為=維場景中物點，m為其在像平面上的投影點，C是成像裝置 中屯、，（Ox, Oy)為成像裝置光軸與像平面的交點，f是成像裝置的焦距。物點經(jīng)過成像裝置反 向投射到像平面上，形成相應的像點m，其成像過程可W用下式來表示：
[0033] m=K*M(l)，其中，K為成像裝置的內(nèi)參矩陣。
[0034] 在已知像點m的位置時，可W將公式(1)進行逆變換 [00對得到公式：
[0036] M=K-i*m(2)，其中，K-I為成像裝置的內(nèi)參逆矩陣。
[0037] 具體的，ITi可W由如下矩陣表達：
其中（Ox, Oy)和焦距f可由成像裝置的產(chǎn)品參數(shù)說明中獲取。 也可根據(jù)上述矩陣計算得到ITi的逆矩陣K。
[0039]在某一時刻，如果成像裝置發(fā)生了旋轉(zhuǎn)，其S維旋轉(zhuǎn)角度為CO (t) = (a，e，丫），則 相對于起始位置，x，y，zS個軸旋轉(zhuǎn)矩陣分別為R(t)x、R(t)y和R(t)z，其中：
[0043] 可將上述S軸旋轉(zhuǎn)矩陣合并表示為某一時刻旋轉(zhuǎn)矩陣R(t)=F( CO (t))=R(t)x*R (t)y*R(t)z。
[0044] 因此，相應的物點1此時對應的像點m可表示為:n/ =K*R(t)*M(3)。
[0045] 在已知某一時刻ti成像裝置的旋轉(zhuǎn)矩陣為R(ti)，在該時刻的后一時刻t2成像裝置 的旋轉(zhuǎn)矩陣為R(t2)，某一物點M在時刻ti的像點為虹，在時刻t2的像點為m2,兩者具備如下關 系：
[0046] m2 = K*R(t2)*R-i(ti)*K-i*mi (4)。
[0047] 從公式(4)可知，如果已知ti和t2時刻的旋轉(zhuǎn)矩陣，可W對圖像中的像點m進行處 理，即反向補償，消除由于成像裝置運動所引起的圖像中像點m的位置偏移。將角度CO (t)和 (t)轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)矩陣R(t)與R/(t)。對于當前帖圖像中的任一個像素