图像处理技术的新应用——视频除震

       电子科技大学 格拉斯哥学院 2017级 丁子帆

       随着手机行业的迅速发展,手机的拍摄功能正受到越来越多的关注,甚至晋升为诸多厂商博取眼球的当家花旦。但鉴于手机有限的硬件条件,若想使拍摄效果媲美专业摄影设备,诸多技术难题仍有待攻克。视频除震便是其中的一大主题。由于手机拍摄缺少支架等物理除震设备,其拍摄环境(如运动的载具中)更是变化多端,所得视频基本上均存在晃动、无规律摇摆等现象,使得拍摄质量大打折扣。普通手机用户很少涉足专业摄影技术,因此若要普遍改善视频震动问题,必须在数字图像处理上有所突破。

       在传统的数码摄影技术中,拍摄设备在获取目标视野后,通过图像变换建立二位数组,再经由编码压缩、增强和复原等处理,获取较为清晰的图像成果。但对于动态的摄像来说,上述简单的处理显然无法解决视频震动问题。这就需要新的高级图像处理方法——图像分割。虽然视频影像在不断做无规则运动,但大多数情况下,视频的中心与拍摄者希望记录的目标是相接近的,只不过绕其做不规则运动。如果对逐个像素的灰度值建模(如傅里叶变换获取拟合函数),可能获取某种类周期函数,再通过对整体图像不同部分像素特征的分析(如边缘与中心),从而删去边缘非目标部分像素,提取并固定中央有意义的特征图像。然而高帧数的视频除震必然会大大增加计算量,从而加重设备的负担,甚至致使目标无法实现。对此,优化建模方法、细化图像描述与识别等都是有效的改善方法。可惜的是,现在还没有一种可以普遍运用的视频除震方法,相关技术突破仍需时间的积淀。

       此外,除了民用方面,视频除震有巨大的军事运用潜力。对于军用侦查与监视设备来说,复杂的战场环境必然会造成摄像的不稳定。因此,成熟的除震技术可以极好的提高图像质量,从而提高军队的侦查实力,甚至推动战地机器人等科技的实战运用。

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