基于特征直线的船载摄像系统电子稳像方法

摘要

本发明公开了一种图像处理技术领域的基于特征直线的船载摄像系统电子稳像方法，解决了船载摄像系统在舰船航行过程中的视频图像失稳问题。具体步骤为：(1)选取参考帧和读入当前帧；(2)图像二值化；(3)用sobel算子对二值化图像进行边缘检测；(4)用hough变换将图像中不连续的海天线提取出来，再利用最小二乘法将其拟合成连续的特征直线；(5)对特征直线进行水平投影；(6)求解直线方程；(7)计算偏移量Δy；(8)计算偏转量Δθ；(9)将当前帧垂直平移Δy、旋转Δθ实现稳像。本发明充分利用了航海过程中始终存在海天线这一特征，减少了过多的特征选取和特征匹配，具有良好的实时性、易于实现、计算复杂度低等特点。

主权项

一种基于特征直线的船载摄像系统电子稳像方法，包括如下步骤：(1)选取参考帧、读入当前帧，对正在进行拍摄的视频图像，从其中选取一帧平稳的图像作为参考帧，依次读入正在进行拍摄的视频图像序列作为当前帧；(2)图像二值化：2a)分别将每帧中所有像素点求和，将该和值除以总像素的个数得到的图像平均灰度值即为该帧图像的二值化阈值；2b)将步骤(1)中选取的参考帧和当前帧每一点的像素与步骤2a)中获取的阈值进行比较，所有像素点比较后得到的结果构成二值化图像；(3)边缘检测，对步骤(2)得到的参考帧和当前帧二值图像进行sobel算子边缘检测，得到参考帧和当前帧二值图像的边缘检测图像；(4)提取不连续的海天线，利用Hough变换提取出步骤(3)的边缘检测图像中不连续的海天线；(5)拟合参考帧、当前帧海天线，采用最小二乘法将步骤(4)中提取出来的不连续海天线拟合成连续的特征直线，输出拟合好的参考帧、当前帧海天线；(6)水平投影参考帧、当前帧海天线，将步骤(5)输出的参考帧、当前帧海天线分别进行水平投影，在坐标轴上得到所有点的纵坐标，再将所有点的纵坐标求和，将该和值除以投影点的总个数，得到参考帧、当前帧海天线的平均坐标值；(7)求解直线方程，分别在步骤(5)输出的参考帧、当前帧海天线上任意取3点，将该3点的横纵坐标对应的x、y数值分别代入直线方程ax+by+c＝0中，方程联立求解得到参考帧、当前帧的海天线直线方程参数a、b、c；(8)计算平移量，将步骤(6)得到的参考帧海天线的平均坐标值与当前帧海天线的平均坐标值相减，得到垂直方向的平移量Δy；(9)求偏转角，将由步骤(7)得到的参考帧海天线的直线方程参数和当前帧海天线的直线方程参数代入旋转角和特征直线参数之间的对应关系式，得到偏转角Δθ；(10)平移并旋转，对步骤(1)的当前帧图像垂直平移Δy数值，将平移后的图像再旋转Δθ，得到稳像图像并输出。