抖动补偿技术在水下摄像系统中的应用.pdf

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1、抖动补偿技术在水下摄像系统中的应用吴艳青ApplicationofShakeCompensationTechniquesinUnderwaterCameraSystem关籀舌(中船第九设计研究院工程有限公司，上海200063)摘要：针对水下设备低频抖动、水流干扰、不利于水下摄像系统图像采集等特点，采用结构减震和电子稳像对图像进行抖动补偿。考虑到图像处理中数据运算量大的特性，采用基于图像特征点的算法来提高运算速度。实测结果验证了抖动补偿的效果，表明了该水下摄像系统在高速运动的水下设备上的适用性和可行性。抖动补偿技术

2、还可应用在具有震动、移动、冲击运动等特征的大型装卸设备上。关键词：水下摄像系统抖动补偿结构减震电子稳像低频中图分类号：TP：29文献标志码：AAbstract：Theconditionoflowfrequencyshakingofunderwaterequipmentandinterferenceofwaterflowarenotconducivetoimagecollectionforunderwatercamerasystems，thustheimagejitteringiscompensatedbyadop

3、tingstructuraldampingandelectronicimagestabilizationmethods．Consideringthefeatureoflargeamountofcomputationinimageprocessing，thealgorithmbasedonimagecharacteristicpointisused．Thepracticaltestsverifytheeffectofshakingcompensation，andindicatethefeasibilityandap

4、plicabilityofthewatercamerasystemforunderwaterequipmentunderhighspeedmotion．Inaddition．thisshakecompensationtechniquecanalsobeusedforlargesizedhandlingfacilitieswithshake，movementandimpact．Keywords：UnderwatercamerasystemShakecompensationStructuraldampingElect

5、ricimagestabilizationLowfrequency0引言海洋工程试验设备的水下摄像系统是为水下科学试验而研制的，用于监控水下试验过程和记录水下电视图像．供试验现场调试参考和对试验过程进行分析研究‘11。图像抖动会造成图像模糊、观察困难、视觉疲劳，为获得直观、清晰、稳定的图像反馈，克服设备在高速运行中产生的低频抖动和水流引起的图像模糊扭曲，是水下摄像系统设计首要考虑的问题。目前设计的某项海洋工程试验设备规模大、复杂程度高、动作快速，并需对水下动作的机构进行连续观察。本文在充分研究该项设备运动特征的基

6、础上，将结构减震和电子稳像两种技术应用到水下摄像系统的抖动补偿中，保证了海洋工程试验设备的平稳运行。1现有技术及其存在的问题成像链路的各种缺陷，如光学系统和成像器件本身设计的局限性、加工装校的误差、工作温度的变化、修改稿收到日期：2013—03—11。作者吴艳青(1980一)，女，2002年毕业于重庆大学自动控制专业，获学士学位．工程师；主要从事非标设备电气系统的研发工作。《自动化仪表》第34卷第12期2013年12月平台振动、传播介质(如水流、气流)的实时变化等环境因素的不稳定和空间景物层次的复杂三维结构，都会

7、造成图像的模糊，即像质退化[2]。目前．常规型水下监控设备强调在结构防水、入水深度等方面的特殊处理。多数设备在视频图像的抖动、扭衄、信号干扰、视角不到位以及使用寿命不长等问题上无法进行有效处理。水下摄像系统的摄像机安装在水下钢结构平台上。平台运动速度较快，体积庞大，工作时存在轻微振动现象。因此．摄像机需要承受水流的冲击以及钢结构平台振动所引起的浪涌。摄像机产生振动．会引起视频图像抖动，特别是低频振动。常规的水下摄像机采用镜头、速度等方法，对高频振动有一定的抑制作用，对低频振动或晃动无效。视频抖动会影响实际监控结果

8、，造成操作人员判断失误，给现场作业带来安全隐患。因此，水下摄像系统实现正常运行及维护的监测管理尤为重要。2抖动补偿技术原理对于上述水下摄像系统问题．主要采用两种类型的抖动补偿技术：结构减震和电子稳像(electricimagestabilization，EIS)。17抖动补偿技术在水下摄像系统中的应用吴艳青2．1结构减震结构减震也就是所说的被动稳像，采用减震装置来隔离载体