[发明专利]一种基于运动矢量对消和差分原理的快速全局运动估计方法

摘要

本发明公开了一种基于运动矢量对消和差分原理的快速全局运动估计方法，包括输入视频图像的当前帧和参考帧，并通过光流法获得视频图像的每个像素点的运动矢量形成一个运动矢量场；在运动矢量场上构建视频图像的全局运动模型；利用运动矢量场上的对角对称位置的运动矢量对除平移运动分量外其他运动运动分量可以对消的特性，估计全局运动的平移参数T；利用运动矢量场上的同一行上的运动矢量对和同一列上的运动矢量对的差分原理，估计全局运动的变换参数A；将平移参数T和变换参数A代入到全局运动模型中，完成视频图像的全局运动估计五个步骤。本发明在保证估计精度的情况下，大大缩短计算时间，可以在实时性要求较高的视频处理系统中得到应用。

主权项

1. 一种基于运动矢量对消和差分原理的快速全局运动估计方法，包括以下步骤：a. 输入视频图像的当前帧和参考帧，视频图像的当前帧和参考帧通过光流法获得视频图像的每个像素点的运动矢量并形成一个运动矢量场；运动矢量场中任意像素点的对应运动矢量MV(z)可以表示为：MV(z)＝f(z|A，T)-z＝(A-I)z+T式中A为视频图像全局运动的变换参数，T为视频图像全局运动的平移参数，I为单位矩阵，z＝[x，y]T为视频图像内任意像素点的坐标；b. 在运动矢量场上构建视频图像的全局运动模型，全局运动模型是一个四参数几何运动模型，如(1)式：式中a1、a2为反映视频图像缩放、旋转运动的变换参数，tx和ty分别为反映x轴和y轴方向视频图像运动的平移参数；定义一个二维空间坐标系，视频图像的运动矢量场的正中心为坐标原点，x轴的正方向向右，y轴的正方向向下，把坐标系划分为4个象限区域，右下区域为I象限，左下区域为II象限，左上区域为III象限，右上区域为IV象限，[x，y]T为视频图像内任意像素点z的空间坐标；c. 利用在视频图像的运动矢量场上的对角对称位置的运动矢量对除平移运动分量外的其他运动运动分量可以相互抵消的特性，估计全局运动的平移参数T；d. 利用在视频图像的运动矢量场上的同一行上的运动矢量对的差分原理和同一列上的运动矢量对的差分原理，估计全局运动的变换参数A；e. 将全局运动的平移参数T和全局运动的变换参数A代入到视频图像的全局运动模型中，完成视频图像的全局运动估计。