[发明专利]一种适用于非固定场景的快速视频稳像方法

权利要求书

1.一种适用于非固定场景的快速视频稳像方法，其特征是：针对视频序列中存在的旋转和平移运动，通过快速特征提取以及特征匹配筛选结果，求解出图像间的相似变换模型，得到全局运动估计参数；通过对运动估计参数进行滤波，去除摄像机随机抖动，保留正常的扫描运动，根据滤波结果，利用适用于非固定场景的帧间补偿法，实现视频稳像的目的。

2.如权利要求1所述的一种适用于非固定场景的快速视频稳像方法，其特征是：具体包括：提取当前帧图像与参考帧图像的特征点，对特征点进一步优化，利用添加尺度不变性的BRIEF算子对特征进行描述，通过计算特征描述子的汉明距离匹配特征点，剔除错误的匹配点，利用筛选后匹配的特征点对，通过最小二乘法求解两幅图像之间的相似变换参数，进行运动轨迹的滤波，将滤波后的运动参数利用帧间补偿实现视频序列稳像的目的。

3.如权利要求1所述的一种适用于非固定场景的快速视频稳像方法，其特征是：特征提取的具体过程包括：依据原始图像构建尺度图像高斯金字塔，即对原始图像用高斯内核卷积，对经过高斯模糊处理后的图像去除所有偶数行与偶数列像素，形成分辨率更小的图像，通过多次迭代构造出包含多个层级的图像高斯金字塔，在每一层高斯金字塔图像上提取FAST特征点，来实现尺度不变性，FAST特征检测过程是通过在以一定半径的圆上，比较中心像素值与圆上像素的大小，如果连续一定圆上像素数目比中心像素大或者小则判定中心像素为角点。

4.如权利要求1所述的一种适用于非固定场景的快速视频稳像方法，其特征是：根据Harris角点响应值对检测出的FAST特征点进行排序，选取响应值在前一定比例的点作为提取的特征点。

5.如权利要求1所述的一种适用于非固定场景的快速视频稳像方法，其特征是：利用灰度质心法为FAST特征添加一个方向，通过矩来计算在以一定半径范围内特征点的质心，特征点坐标到质心形成的向量方向为特征点的方向。

6.如权利要求1所述的一种适用于非固定场景的快速视频稳像方法，其特征是：采用BRIEF算子作为特征描述子，在特征点的周围以一定模式选取n个点对，把这n个点对的比较结果组合起来作为该特征点的描述子，根据特征点方向提取旋转不变描述子，以克服BRIEF算子对方向的敏感性。

7.如权利要求1所述的一种适用于非固定场景的快速视频稳像方法，其特征是：通过汉明距离来匹配特征点，当两个特征点的汉明距离小于设定的阈值时，则判定特征点匹配成功。

8.如权利要求1所述的一种适用于非固定场景的快速视频稳像方法，其特征是：使用RANSAC算法进行特征点误匹配初步筛选，通过随机抽样验证，在含有噪声的观测数据中得到有效数据，图像匹配特征点之间的距离与斜率会在所有匹配点平均距离与平均斜率附近波动，如果波动超过阈值，则判定为误匹配点，予以剔除。

9.如权利要求1所述的一种适用于非固定场景的快速视频稳像方法，其特征是：基于筛选后的匹配特征点对，通过最小二乘法估计旋转角度、水平方向位移以及垂直方向位移，采用相似变换模型作为图像之间的变换模型。

10.如权利要求1所述的一种适用于非固定场景的快速视频稳像方法，其特征是：通过kalman滤波算法对运动轨迹进行滤波，然后通过B样条拟合来平滑滤波轨迹，从而估算出视频序列每一帧图像的运动补偿参数，采用帧间补偿的方法，选取当前帧图像的前一帧图像作为参考图像，通过对图像进行反向补偿达到稳像的目的。