增加直线约束的网格化2D相机运动估计算法
2020年信息技术与网络安全第4期
杨涛，罗健欣，金凤林
(中国人民解放军陆军工程大学 指挥控制工程学院，江苏 南京 210007)
摘要： 相机运动估计是视频稳像、视频拼接等技术的关键环节。网格变形模型可以在一定程度上解决传统的单个2D仿射或单应性变换模型难以处理的视差问题。在原CPW(Content Preserving Warping)算法的网格变形模型基础上，添加直线保持约束，并根据特征点的分布和检测出的直线结构特征，自适应地调整特征点约束、相似性约束和直线保持约束的权值。将三类约束均表示为二次项，利用稀疏线性系统求解得到网格化的相机运动路径。根据算法估计的相机运动对图像进行变形可以保持图像中人眼较为敏感的直线结构不被破坏，直观地提升了视觉效果，有效减少了图像变形带来的失真。
中圖分類號：TP391.41
文獻標識碼：A
DOI： 10.19358/j.issn.2096-5133.2020.04.007
引用格式：楊濤，羅健欣，金鳳林.增加直線約束的網格化2D相機運動估計算法［J］.信息技術與網絡安全，2020,39（4）：36-42.
文獻標識碼：A
DOI： 10.19358/j.issn.2096-5133.2020.04.007
引用格式：楊濤，羅健欣，金鳳林.增加直線約束的網格化2D相機運動估計算法［J］.信息技術與網絡安全，2020,39（4）：36-42.
2D mesh camera motion estimation algorithm with line preserving constraint
Yang Tao，Luo Jianxin，Jin Fenglin
(Command & Control Engineering College,Army Engineering University of PLA,Nanjing 210007,China)
Abstract： Camera motion estimation plays an important role in video stablization and stitching.To some extent,the mesh warping model can handle the problem of parallax,which is difficult for traditional 2D motion model with a single affine or homography matrix.A line preserving constraint is added to the CPW(Content Preserving Warping) algorithm,and the weight of the feature point constraint,similarity constraint and line preserving constraint are adaptively ajusted according to the distribution of feature points and the detected lines.Then three types of constraints are expressed as quadratic terms and the camera path is obtained by solving the sparse linear system.The algorithm keeps the linear structure,which is sensitive to human vision when warping image according to the estimated camera motion.As a result,the perceptual visual effect is improved,and the distortion caused by image warping is reduced.
Key words : mesh warping;camera motion estimation;line preserving
0 引言
隨著數碼相機與攝像頭的普及并應用于手機、無人機等各種移動平臺，移動場景下拍攝的視頻成為了網絡中最活躍的媒體形式之一。然而移動平臺下捕捉的視頻通常會在人們所預期的運動之上存在一定程度的抖動甚至旋轉變形，這就需要人為對相機的運動進行區分和過濾，數字視頻穩像(Digital Video Stablization，DVS) 就是完成這樣的工作。相機運動估計是視頻穩像中的一個基礎環節，完成對相機運動路徑的估計之后就可以通過濾波、曲線擬合等方式對其進行運動補償，最后進行適當的圖像修補和變形，從而達到視頻穩像的效果。
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作者信息：
楊濤，羅健欣，金鳳林
(中國人民解放軍陸軍工程大學 指揮控制工程學院，江蘇 南京 210007)
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