海上视频的去抖方法研究

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1、海上视频的去抖方法研究王峰2016年1月中图分类号：TP391UDC分类号：004.9海上视频的去抖方法研究作者姓名王峰学院名称计算机学院指导教师黄华教授答辩委员会主席朱振峰教授申请学位工学硕士学科专业计算机科学与技术学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2016年1月7日ResearchonMarineVideoDeshakingMethodCandidateName：FengWangSchoolorDepartment:ComputerScienceandTechnologyFacultyMentor:Prof.HuaHuangChair,ThesisC

2、ommittee：Prof.ZhenfengZhuDegreeApplied:MasterofPhilosophyMajor：ComputerScienceandTechnologyDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：January07，2016研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使

3、用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要在海上视频采集过程中，由于设备和环境的限制，摄像系统不能保持一个稳定的拍摄状态，导致采集的视频画面存在抖动，影响用户的观看体验以及视频的后期处理效果。同时，海上视频中船舶等目标成像面积小,图像纹理以及形状等特征不明显，导致基于特征检测和跟踪的传统视频去抖算法效果不佳，增加了海上视频去抖的难度。本文提出两种基于不同思路的海上视频去抖算法，主要工作可总结为两个部分：1．对于场景简单、区域划分明确的海上视频，本文

4、提出一种基于区域分割的去抖算法。对于整个画面只有一些显著性目标区域（如船只、浮标等海上目标），以及大面积的天空、海面等背景区域，而且背景区域有明显的海天线分隔的简单视频，本算法首先利用显著性目标检测算法提取视频图像中的显著性目标，并采用海天线检测算法提取海天线，完成目标区域和海空背景区域的分割；然后对目标区域和海空背景区域分别进行运动平滑和补偿，得到相应的补偿区域，最后采用线性加权方式融合稳定结果。实验结果表明，对于场景较为简单、区域划分明确的海上视频，本算法能够在保证去抖效果的前提下，减少输出视频的几何扭曲。2．对于复杂的海上视频，本文提出一种基于平稳光

5、流估计的去抖算法。在显著目标成像面积小、海天线不明显等情况下，由于区域无法自动准确划分，基于区域分割的算法失效，因此本算法对整幅视频帧图像进行去抖处理。为克服海上视频帧特征稀少的缺点，本算法采用一种基于层次化块匹配的方法在帧间建立近似光流场模型，然后利用能量函数优化的方法求解优化后的光流场参数，并计算扭曲矩阵进行补偿，生成最终的稳定视频帧。实验结果表明，相较于传统视频去抖算法，本算法直接对整幅帧图像进行基于光流的运动估计，求解的运动模型有较好的一致性和准确性，更适合海上视频的稳定，处理后的视频图像序列较稳定，计算效率可提升70%以上。关键词：海上视频去抖；

6、显著目标检测；海天线检测；层次块匹配；平稳光流估计I北京理工大学硕士学位论文AbstractDuetolimitationsofequipmentandtheenvironment,thecamerasystemcannotmaintainastableshootingstateinthemarinevideoacquisitionprocess,resultinginthejitterofcollectingvideoscreenimage,affectinguser’sviewingexperienceandmarinevideopost-proces

7、sing.Meanwhile,thesmalltargetregion,theweakshapecharacteristicandlosttextureinformationleadtopoorvisualeffectfortraditionalvideostabilizationalgorithmbasedonfeaturedetectionandtracking,increasingthedifficultyatmarinevideostabilization.Weproposetwomarinevideostabilizationalgorithmb

8、aseddifferentideas,themainworkcan