資料介紹
數(shù)字圖像穩(wěn)定是圖像序列處理中得一項重要的前處理步驟。早期的方法是對攝像機本身的機械和光路進行穩(wěn)定,隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展,可以對采集到的圖像進行處理,使圖像在顯示器上能夠穩(wěn)定地顯示,同時也為了更好地為后續(xù)處理提供穩(wěn)定的圖像序列,如圖像拼接、圖像增強、信息融合、目標(biāo)追蹤、目標(biāo)識別等各種圖像處理技術(shù)的綜合運用。在實現(xiàn)實時圖像穩(wěn)定系統(tǒng)方面,由于圖像計算量大,必須選用高性能數(shù)字信號處理器。目前實現(xiàn)實時圖像處理的主要方式有4種:1)基于通用PC機;2)基于通用DSP;3)基于專用或多DSP;4)基于可編程FPGA或DSP+FPG。在通用PC機上可方便地進行各種圖像算法的仿真試驗,但是這種方法只能在實驗室進行,難以現(xiàn)場應(yīng)用。其中基于通用DSP這種方案的優(yōu)點在于,價格便宜、資料豐富、開發(fā)相對簡單,并且處理速度也隨著器件性能提高,已經(jīng)能滿足圖像穩(wěn)定所需要的實時處理,形成脫機系統(tǒng)。針對實時數(shù)字圖像穩(wěn)定處理,介紹一種采用高性能系列的DSP C6416,開發(fā)出一套數(shù)字圖像處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用雙口RAM作為高速數(shù)據(jù)輸入輸出緩沖通道,由CPLD進行系統(tǒng)的邏輯控制,DSP的EDMA完成數(shù)據(jù)的片內(nèi)片外傳送,通過配置和軟件優(yōu)化,最終完成了系統(tǒng)的高度實時運行。
1 穩(wěn)像方法和步驟
數(shù)字圖像穩(wěn)定處理過程主要由3部分組成:運動矢量估計模塊(ME),運動矢量補償模塊(MC)和圖像序列合成模塊(IC)。通過ME模塊找到幀間運動偏移,由MC模塊進行圖像拼接完成運動補償,最后經(jīng)IC模塊進行圖像剪裁輸出。
運動矢量估計模塊中,通過比較當(dāng)前圖像和參考圖像中相同的部分,找到兩幀圖像問的偏移量,即運動矢量,廣泛應(yīng)用于視頻處理與編碼,如圖1所示。
圖1中用實線所畫的方框表示匹配塊,虛線所畫的方框表示搜索窗。假定第k幀為當(dāng)前幀,為了計算第k幀相對于第k-n幀的運動偏移量。在第k-n幀的中心位置選擇一個N×N像素大小的匹配塊,同時在第k幀上選擇一個M×M(M》N)大小的搜索窗,搜索窗的中心位置與第k幀的匹配塊中心位置重合,通過用式(1)比較兩幅圖像間所有相應(yīng)像素間絕對差的累和VSAD(Sum of Absolute Difference),在搜索窗內(nèi)找出和匹配塊圖像最匹配的位置,即VSAD最小值的位置。該匹配位置坐標(biāo)和搜索窗中心點坐標(biāo)的相對位置(△x,△y),即為兩幀圖像的偏移運動矢量。
1 穩(wěn)像方法和步驟
數(shù)字圖像穩(wěn)定處理過程主要由3部分組成:運動矢量估計模塊(ME),運動矢量補償模塊(MC)和圖像序列合成模塊(IC)。通過ME模塊找到幀間運動偏移,由MC模塊進行圖像拼接完成運動補償,最后經(jīng)IC模塊進行圖像剪裁輸出。
運動矢量估計模塊中,通過比較當(dāng)前圖像和參考圖像中相同的部分,找到兩幀圖像問的偏移量,即運動矢量,廣泛應(yīng)用于視頻處理與編碼,如圖1所示。
圖1中用實線所畫的方框表示匹配塊,虛線所畫的方框表示搜索窗。假定第k幀為當(dāng)前幀,為了計算第k幀相對于第k-n幀的運動偏移量。在第k-n幀的中心位置選擇一個N×N像素大小的匹配塊,同時在第k幀上選擇一個M×M(M》N)大小的搜索窗,搜索窗的中心位置與第k幀的匹配塊中心位置重合,通過用式(1)比較兩幅圖像間所有相應(yīng)像素間絕對差的累和VSAD(Sum of Absolute Difference),在搜索窗內(nèi)找出和匹配塊圖像最匹配的位置,即VSAD最小值的位置。該匹配位置坐標(biāo)和搜索窗中心點坐標(biāo)的相對位置(△x,△y),即為兩幀圖像的偏移運動矢量。
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