[发明专利]基于光场成像的视频稳像方法有效

专利信息
申请号: 201811560390.2 申请日: 2018-12-20
公开(公告)号: CN109819158B 公开(公告)日: 2021-05-18
发明(设计)人: 周果清;刘贝贝;肖照林;王庆 申请(专利权)人: 西北工业大学
主分类号: H04N5/232 分类号: H04N5/232
代理公司: 西北工业大学专利中心 61204 代理人: 顾潮琪
地址: 710072 *** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 基于 成像 视频 方法
【权利要求书】:

1.一种基于光场成像的视频稳像方法,其特征在于包括下述步骤:

S1,通过光场相机、相机阵列或者有视角重叠的多个分散放置的相机获得抖动视频数据;

S2,重建相机3D结构,包括相机运动轨迹和空间3D点P集合;对于相机阵列或者有视角重叠的多个分散放置的相机,利用相邻相机匹配光线集合计算相机的相对运动和空间3D点P集合,进而通过级联相对运动获得整个相机轨迹;

对于相机阵列或者有视角重叠的多个分散放置的相机,首先在相机间进行图像特征点匹配,并剔除外点;然后利用相机的内参矩阵将图像坐标系下的特征点坐标归一化到相机坐标系,图像特征点的齐次坐标p的归一化坐标其中,K是相机的内参矩阵;将图像坐标系下的像素点匹配变成世界坐标系下的光线匹配,即为匹配光线集合;相邻光场的匹配光线集合的变换关系其中,rt和rt+1表示t时刻和t+1时刻下的对应光线集合,Rt和Tt表示相机从t时刻到t+1时刻的相对旋转变换矩阵和相对平移变换矩阵;获得相对旋转变换矩阵和相对平移变换矩阵后,以光场相机第一时刻作为世界坐标系原点,通过矩阵的级联获得相机的运动轨迹,原始相机运动轨迹表示为旋转路径和平滑路径一个空间3D点P=[X Y Z]T在光线集合rt上,堆叠穿过空间3D点P的所有光线,利用线性求解算法即可求出t时刻的所有稀疏3D点集合;

S3,利用曲线平滑方法,对相机的旋转路径和平滑路径分别进行平滑,去除相机运动轨迹上的高低频抖动;

旋转路径和平滑路径进行平滑的方法为:

平滑算法能量函数E包括两项约束:相似性约束Esimilarity和平滑项约束Esmooth,由下式表示:

E=Esimilarity+λEsmooth

其中,λ是用来权衡相似性约束与平滑项约束的权重;

相似性约束Esimilarity限制平滑路径与原始路径的偏离距离,形式为其中表示t时刻平滑路径上的朝向;

S4,利用原始路径与平滑路径之间的变换关系,将空间3D点P变换到平滑路径上;利用原始空间点与平滑路径上的空间点计算混合单应,利用混合单应,直接将整个原始视频帧变换到平滑路径上生成稳定视频,或者直接分块将整个原始视频帧变换到平滑路径上生成稳定视频。

2.根据权利要求1所述的基于光场成像的视频稳像方法,其特征在于:

所述的曲线平滑方法包括最小化曲率变化法、贝塞尔曲线法、五点平滑法、七点平滑法。

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