& nbsp;& nbsp;車(chē)載成像技術(shù)是一種通過(guò)將成像設(shè)備放置在車(chē)載平臺(tái)上進(jìn)行遠(yuǎn)距離,非接觸式采集目標(biāo)圖像的技術(shù)和方法。
這是未來(lái)汽車(chē)智能的關(guān)鍵。
但是,由于照相機(jī)與車(chē)身一起晃動(dòng),所以輸出的圖像序列不穩(wěn)定,并且圖像序列的晃動(dòng)量大,容易引起觀察者的疲勞,并且嚴(yán)重影響后續(xù)處理的精度。
因此,車(chē)載圖像序列必須穩(wěn)定。
當(dāng)前,車(chē)輛圖像穩(wěn)定技術(shù)使用更多的算法作為特征點(diǎn)方法和灰度投影方法。
特征點(diǎn)法可以估計(jì)任何形式的圖像運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)矢量,但是在處理一些質(zhì)量較差,特征較差的圖像時(shí),精度往往很低,難以適應(yīng)各種環(huán)境變化對(duì)車(chē)輛視頻圖像的穩(wěn)定作用;投影方法只能處理僅包含平移運(yùn)動(dòng)和較小旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的情況,并且要求圖像具有一定的對(duì)比度。
車(chē)載視頻通常是在道路條件較為復(fù)雜(例如雨天和霧天)時(shí)拍攝的,這對(duì)算法處理的準(zhǔn)確性有很大的影響。
針對(duì)這種情況,本文采用小波方法對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理,以提高灰度投影法在車(chē)輛防抖應(yīng)用中的抗干擾能力。
1車(chē)載圖像穩(wěn)定系統(tǒng)的框圖。
電子穩(wěn)定功能結(jié)合了電子設(shè)備和數(shù)字圖像處理技術(shù)。
它計(jì)算選定參考幀圖像和比較后的當(dāng)前幀圖像的運(yùn)動(dòng)矢量,然后根據(jù)獲得的運(yùn)動(dòng)矢量按照一定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算。
此準(zhǔn)則補(bǔ)償當(dāng)前圖像,從而消除或減少圖像序列幀之間的隨機(jī)抖動(dòng),并獲得穩(wěn)定的圖像序列。
電子圖像穩(wěn)定是車(chē)載圖像穩(wěn)定系統(tǒng)的核心部分,其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1系統(tǒng)框圖其中,全局運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)是整個(gè)圖像穩(wěn)定系統(tǒng)的關(guān)鍵,它決定了圖像穩(wěn)定的準(zhǔn)確性和耗時(shí)。
1.1運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)算法通過(guò)分析高速公路抖動(dòng)的特點(diǎn),并比較了當(dāng)前電子防抖中常用的運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法的優(yōu)缺點(diǎn),系統(tǒng)決定采用灰度投影算法進(jìn)行全局運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)。
灰度投影算法:投影方法是一種通過(guò)使用圖像的整體灰度變化規(guī)律來(lái)確定圖像的運(yùn)動(dòng)矢量的方法。
它不需要對(duì)圖像上的每個(gè)點(diǎn)執(zhí)行相關(guān)運(yùn)算,而是使用圖像的灰度投影曲線進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算,因此,其計(jì)算復(fù)雜度小,運(yùn)動(dòng)估計(jì)速度快,并且易于實(shí)現(xiàn)滿足實(shí)時(shí)要求。
同時(shí),抑制噪聲的能力很強(qiáng),精度也可以更好地滿足要求。
該算法首先通過(guò)投影公式將二維圖像的每一幀映射為兩個(gè)一維波形,并且行和列的累積灰度值表示為:其中:Ik(i)表示第k幀圖像的第i行的灰度,Ik(i)表示第k幀圖像的第j列的灰度, )是第k幀圖像上(i,j)處像素的灰度值。
為了避免由于圖像抖動(dòng)引起的圖像邊緣信息的變化,該變化影響通過(guò)互相關(guān)計(jì)算而計(jì)算出的互相關(guān)曲線的峰值,在進(jìn)行互相關(guān)計(jì)算之前,對(duì)圖像進(jìn)行余弦濾波。
去除圖像邊界信息波形并將波形完全保留在中心區(qū)域。
小邊界信息對(duì)互相關(guān)計(jì)算的影響提高了計(jì)算精度。
經(jīng)過(guò)投影濾波后,計(jì)算參考幀和當(dāng)前幀的每個(gè)分量的兩條曲線,以找到兩條曲線的唯一谷值,然后可以將當(dāng)前幀相對(duì)于參考幀的行和列運(yùn)動(dòng)偏移量設(shè)置為決定。
相關(guān)計(jì)算公式為:其中:colc(n)和colr(n)分別是第i幀和參考幀在一個(gè)方向上的灰度投影值,J是兩條曲線中相關(guān)計(jì)算的單位長(zhǎng)度,M是位移矢量相對(duì)于一側(cè)參考框架的搜索寬度,即最大