[发明专利]一种基于帧间运动几何平滑性的视频抖动检测方法

说明书

本发明涉及一种基于帧间运动几何平滑性的视频抖动检测方法，属于视频处理技术领域。该方法包括以下步骤：1、根据帧间相似程度进行分段；2、然后对每个分段利用特征点检测和匹配进行运动估计；3、接着计算分段内相邻帧平移量的平均值、方差，以及平移向量夹角的平均值，通过这三个几何量来衡量运动几何平滑性；4、将以上三个几何量与设定阈值进行比较，据此判断分段是否抖动。与已有方法相比，本发明方法使用与帧间平移向量相关的三个几何量来衡量一个分段的抖动程度，计算效率快，准确性高。

技术领域

本发明涉及一种视频抖动检测方法，具体涉及一种基于帧间运动几何平滑性的视频抖动检测方法，属于视频处理技术领域。

背景技术

随着摄影摄像设备的逐渐普及和数字存储设备的廉价化，视频拍摄进入了人们生活的方方面面。但是由于摄像载体和拍摄环境的限制，录制出的视频数据往往存在抖动的现象，严重影响视觉感官以及后续处理。

用户对视频质量的要求是永无止境的，而抖动无疑是影响视频质量的一大关键因素，所以视频抖动检测这一问题便具有了较高的应用价值。在视频抖动检测领域中，已有前人认识到其重要性并做了相关研究，如江爱文，刘长红，王明文三人在2013年提出的基于前后-光流点匹配运动熵的视频抖动检测算法。该算法通过有效融合图像的稀疏光流与特征点匹配算法，根据前向-后向误差标准估计图像帧的全局运动参数，引入连续帧的运动熵用于衡量视频画面片段运动的混乱程度，判断是否存在视频抖动现象。在计算效率上，该方法基本能够满足实时性的要求，但是由于其针对的是视频监控系统，没有考虑进运动速度这一因素，所以对于移动拍摄的视频，其判断的结果并不能很好地符合人的主观感受，同时对于大位移抖动的适应性也不好。

发明内容

本发明的目的是针对拍摄视频中的抖动问题，检测出其中的抖动部分，为后续的抖动处理、视频质量评价等视频领域热点问题提供依据，提出了一种基于帧间运动几何平滑性的视频抖动检测方法。

本发明的核心思想是根据帧间相似程度进行分段；对每个分段利用特征点检测和匹配进行运动估计；然后计算分段内相邻帧平移量的平均值、方差，以及平移向量夹角的平均值等几何量，衡量运动几何平滑性；最后，将以上三个几何量与阈值进行比较，据此判断分段是否抖动。

本发明的的目的是通过以下技术方案实现的。

一种基于帧间运动几何平滑性的视频抖动检测方法，包括以下步骤：

步骤一、根据帧间相似度对视频分段

对于输入视频，计算视频序列中的关键帧，从而将视频划分成若干个分段。

步骤二、视频分段运动估计

对于每一个视频分段帧序列I_i，I_i+1，…，I_j，其中I_i和I_j是相邻的关键帧，构造出若干条特征点轨迹，表示如下：

其中，p_x，y(x＝i，i+1，…，j；y＝1，2，…，n)表示x帧第y条轨迹上的特征点坐标，n表示轨迹条数；

步骤三、计算分段内相邻帧平移量的平均值、方差，以及平移向量夹角的平均值。

令表示帧I_i至帧I_j图像序列中相应帧在步骤二所述轨迹上所有特征点坐标的平均值，即

其中，x＝i，i+1，…，j。那么分段内相邻帧平移量的平均值avg_trans，方差var_trans，平移向量夹角的平均值avg_degree的计算公式分别如下表示：