[发明专利]一种带有防抖校准的子弹时间制作方法

权利要求书

1.一种带有防抖校准的子弹时间制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1、通过相机阵列拍摄模式获取待处理图像；

步骤S2、采用防抖校准方法对所述待处理图像进行校准；

步骤S3、将防抖校准后的图像拼接成视频，以减少子弹时间所拍摄视频的图像抖动；

其中，所述步骤S2中的防抖校准方法为基于空域变化单应性矩阵的防抖校准方法；

采用基于空域变化单应性矩阵的防抖校准方法对所述待处理图像进行校准具体包括以下步骤：

步骤S21，计算相邻两帧待处理图像的空域变化单应性矩阵；

步骤S22，根据单应性矩阵估计相机路径；

步骤S23，通过能量函数最小化优化相机路径；

步骤S24，根据优化的相机路径计算各相机与参考相机的位姿，并将待处理图像进行平移和旋转；

所述步骤S21中计算相邻两帧待处理图像的空域变化单应性矩阵具体包括:

对于待处理的图像序列进行特征点检测；

根据检测到的特征点，对相邻图像间的特征点进行匹配；

利用随机抽样一致性算法RANSAC(Random Sample Consensus)筛选出匹配的特征点对，根据特征匹配点对，采用DLT(Direct Linear Transformation)方法计算相邻两幅图像之间的单应性矩阵；

其中，特征点检测的方法所采用的是ORB(Oriented FAST and Rotated Brief)特征点提取方法；计算相邻两幅图像之间的单应性矩阵的方法是，按照16*16大小将图像划分成多个网格，每个网格分别估计单应性矩阵则，是第i个相机与第i-1相机之间的第j个网格的单应性矩阵；

所述步骤S22中根据单应性矩阵估计相机路径具体包括：

根据相机阵列中的相机序列，随机选取一个相机作为参考相机，设共有N个相机用于子弹时间拍摄，选取第一个相机作为参考相机，则根据如下公式依次计算第2，3，...，N个相机与参考相机的空域变化单应性矩阵其计算公式为:

其中，参考相机为单位矩阵，是第i-1个相机与参考相机的第j个网格的单应性矩阵，是第i个相机与第i-1相机的第j个网格的单应性矩阵；

根据以上公式，计算不同网格j的相机路径

所述步骤S23中通过能量函数最小化优化相机路径具体包括：

根据能量函数最小化估计单个网格区域对应的相机路径其计算公式如下：

其中，Ω_i表示第i个相机的相邻相机的序列号，所述公式第一项为数据项，第二项是平滑项，用来平滑相机路径，参数α是权重因子；是第i个相机的相邻相机与参考相机在第j个网格的优化后的单应性矩阵；

所述步骤S24中根据优化的相机路径计算各相机与参考相机的位姿，并将待处理图像进行平移和旋转具体包括：

根据优化后的各网格区域的相机路径，计算各相机与参考相机的位姿其计算公式如下：

其中，表示第i个相机与参考相机在第j个网格的位姿，是第i个相机与参考相机在第j个网格的单应性矩阵，是第i个相机与参考相机在第j个网格的优化后的单应性矩阵；

将待处理图像分不同网格进行平移和旋转。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中通过相机阵列拍摄模式获取待处理图像具体包括以下步骤：

步骤S11、搭建具有相机阵列的子弹时间拍摄系统，所述子弹时间拍摄系统由服务器，以及分别与服务器通讯连接的控制器和若干摄像机组组成，所有摄像机组的摄像机排列组合成用于子弹时间拍摄的相机阵列；

步骤S12、初始化设置所有摄像机；

步骤S13、采集各个摄像机的图像。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S12中初始化设置所有摄像机具体包括：

依次调整每个摄像机的焦距，以使每个摄像机对准拍摄物体，且每个摄像机所拍摄的图像内容清晰；

通过主摄像机的预览功能，对图像进行曝光和白平衡调整，最终锁定参数，并将锁定的参数通过服务器下发到其它所有摄像机，其中，所述主摄像机为摄像机组中所指定的任意一台摄像机。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述骤S13中采集各个摄像机的图像具体包括：

启动控制器中的自动触发模块，控制器发送拍照命令给主摄像机，主摄像机产生同步信号并通过同步连接线发送给相机阵列中其它所有摄像机，其中，所述同步连接线为子弹时间拍摄系统中连接在各摄像机之间的通讯连接线；

当待拍摄的物体开始动作时，启动同步拍摄过程中每个摄像机中的快门动作，同时捕捉待拍摄物体的图像；

主摄像机在拍照后，并自动上传多张连续的图像到控制器；

控制器筛选出最优图像并发送该最优图像的序号到相机阵列中的其它所有摄像机，并根据所述图像的序号下载其它摄像机上对应序号的图像，以获取所有摄像机待处理的最优图像，该最优图像即为待处理图像。