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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。
中图分类号:TP391.41
文献标识码:A
DOI: 10.19358/j.issn.2096-5133.2020.04.007
引用格式:杨涛,罗健欣,金凤林.增加直线约束的网格化2D相机运动估计算法[J].信息技术与网络安全,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

随着数码相机与摄像头的普及并应用于手机、无人机等各种移动平台,移动场景下拍摄的视频成为了网络中最活跃的媒体形式之一。然而移动平台下捕捉的视频通常会在人们所预期的运动之上存在一定程度的抖动甚至旋转变形,这就需要人为对相机的运动进行区分和过滤,数字视频稳像(Digital Video Stablization,DVS) 就是完成这样的工作。相机运动估计是视频稳像中的一个基础环节,完成对相机运动路径的估计之后就可以通过滤波、曲线拟合等方式对其进行运动补偿,最后进行适当的图像修补和变形,从而达到视频稳像的效果。



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作者信息:

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)


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