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根据TMS320C642电子稳像的完成

电子稳像集合了计算机、数字图像处理和数字信号处理等技术为一体的新一代实现图像序列稳定的综合性技术。实时性和准确性是衡量电子稳像系统的两个重要指标。因此,电子稳像算法要体现其优越性,就要满足实时性和准确

 电子稳像调集了核算机、数字图画处理和数字信号处理等技能为一体的新一代完成图画序列安稳的归纳性技能。实时性和精确性是衡量电子稳像体系的两个重要目标。因而,电子稳像算法要表现其优越性,就要满意实时性和精确性。

  1 根据灰度投影的电子稳像算法

  1.1 电子稳像根本原理

  电子稳像(Electronic Image Stabilization,EIS)是集电子技能、核算机、数字信号处理、视频图画处理等为一体的完成数字图画序列安稳的技能。电子稳像技能中最根本的是像移补偿技能是直接从像面上通过检测参阅图画和被比较图画的运动矢量,然后运用算法进行补偿的技能。稳像的根本原理:(1)根据图画序列或视频的各种信息进行部分运动估量。(2)进行大局运动估量。(3)通过运动估量后获得运动参数,然后进行归纳点评。(4)根据归纳点评的成果进行运动补偿,并终究获得安稳的输出序列。由此可知,获得图画的大局运动矢量是电子稳像的前提条件。根本流程如图1所示。关于大局运动矢量能够通过灰度投影算法获得。

  

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  1.2 灰度投影算法

  灰度投影算法(Projection Algorithm,PA)是运用图画灰度散布改变的特色得到图画帧间运动矢量。关于灰度细节丰厚、直方图无显着特征、对比度差的图画难以辨认特征量,寻觅特征量不只无法确保所需的稳像精度,更难以满意稳像的实时性要求。针对此种图画序列,用灰度投影法来完成图画运动矢量的精确获取,然后到达安稳图画序列的意图。视频图画序列是图画的灰度发生改变的图画序列,各种运动矢量估量算法均是以灰度改变为根据。投影算法能充分运用图画的灰度改变这一特色,较精确地估量出图画的运动矢量。此算法的长处是:灰度曲线匹配速度快,然后进步了稳像速度,适用于图画照度改变导致的灰度改变的状况。灰度投影算法是完成只含平移运动或旋转运动较小的图画序列电子稳像的较抱负算法。

  (1)灰度映射。

  灰度映射便是把每一帧输入的初始的二维图画信息映射成为两个独立的一维波形,如下为列投影的映射办法

  

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  式(1)~式(3)中,Colk(j)为第k帧图画第j列的灰度值;Curk(i,j)是第k帧图画上(i,j)方位上的像素值;NC是列数,ColProjk(j)是第k帧图画第j列修正后的投影值。行方向灰度投影映射的算法能够同理推出。

  (2)投影滤波。

  投影滤波是为了下降鸿沟信息的幅值,保存中心区域的幅值,运用滤波器经行滤波。因为边际信息在互相关核算时会对互相关的峰值发生晦气影响,因而要将鸿沟处的投影值去除。因为图画移动量大时,边际信息在每一幅图画上是专一的,所以通过对投影值进行滤波可进步算法精度。

  (3)互相关运算。

  互相关运算便是将当时帧图画的行、列投影曲线与参阅帧图画的行、列投影曲线做互相关核算。运算后得到的相关值曲线中的专一峰值即为补偿运动矢量所求的位移值。得到了水平方向和笔直方向的位移矢量后,就将当时图画向位移矢量的反方向平移相应巨细的像素间隔,然后完成图画序列的安稳。行、列相关运算的核算如式(4)所示

  

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  式(4)中Colk(j)为第k帧图画第j列的灰度投影值;NC为列的长度;m为位移矢量相关于参阅帧在一侧的查找宽度。设wmin为C(w)最小时w的值,则第k帧图画相关于参阅帧图画在笔直方向的位移矢量如式(5)所示。

  

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  得到了水平方向和笔直方向的位移矢量后,就能够把当时图画向位移矢量的反方向运动,呼应巨细的像素间隔,然后完成图画序列的安稳。

2 根据TMS320DM642体系的规划

  2.1 TMS320DM642介绍

  TMS320DM642是TI公司推出的一款DSP芯片,这款芯片是专门面向多媒体运用而规划开发的32位定点DSP芯片,是现在业界公认的功能杰出的视频处理器。杰出的处理功能和丰厚的片上外设,能够满意实时视频处理的要求。DM642选用两级缓存结构,榜首级,包含彼此独立的L1P(16 kB)和L1D(16 kB),只能作为高速缓存运用。第二级,L2(256 kB)是一个共同的程序、数据空间,能够全体作为SRAM映射到存储空间,也能够全体作为第二级Cache,或是二者按份额的一种组合来运用。DM642具有64个独立通道的增强型直接存储器拜访控制器,担任片内L2与外设之间数据高速传输。具有丰厚的外围设备接口:3个可装备的双通道视频端口Video Port;64 bit的外部内存接口EMIF;10/100 Mbit以太网MAC;66 MHz32 bit的PCI接口。

  2.2 体系规划

  本体系的硬件框图如图2所示,仿真图画通过CCD摄像设备获得,关于获得的图画信息,通过数字视频解码器处理,把模仿图画转换成数字图画,再将数字信息存入到DM642芯片中,通过DM642芯片的处理,得到相邻帧之间的运动矢量,从而实时精确地对运动矢量经行补偿,得到输出视频序列,最终将处理后的视频图画显现到显现器上。

  

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  3 算法仿真成果剖析

  如图3和图4所示,别离反映的是稳像前后图画的列投影曲线,稳像后的列投影曲线的形状和方位根本共同,阐明补偿后图画的类似度进步了,其安稳性也进步了。一起,能够运用峰值信噪比(Peak Siginalto Noise Ratio,PSNR)来点评精确度的质量因子。实验成果表明,精确性到达了好的满意要求,但实时性稍差还需要进行程序优化,以到达较好的作用。

  

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  4 结束语

  文中运用灰度投影算法,根据TI公司的TMS320DM642嵌入式体系完成了电子稳像。实验成果表明,文中选用的算法不只稳像作用好,并且到达了精确性的要求。关于不同的运用场景,具有必定的运用价值。

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