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新中国成立70周年
“稳如泰山”的电子稳像技术


   电子稳像技术是一项新兴技术,同时也是一门很有生命力的学科。那么电子稳像技术到底是什么? 
   电子稳像旨在消除视频序列中的随机运动,是集电子学、计算机、图像识别等技术于一体,直接确定图像序列帧间映射关系并进行补偿的新一代序列图像稳定技术。电子稳像稳定的是一个图像序列,使图像在序列中的每一帧都是清晰的。 
   电子稳像的基本原理如下:根据图像序列的各种信息进行局部运动估计和全局运动估计,将取得的运动参数进行综合评价,继而进行运动补偿,最后得到稳定的输出序列。 
   

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   不过,稳像技术的发展来之不易,经历了机械稳像、光学稳像和电子稳像三大阶段。 
   1、机械稳像 
   机械式稳像往往将整个仪器置于稳定平台上。机械式稳像在系统中就是使用机电的方法来达到稳像目的。不过这种系统像面是运动的,使后续图像处理系统更为困难。 
    2、光学稳像 
    光学稳像主要应用在镜头防抖动稳像和成像器件防抖动稳像两种情况下。镜头防抖是专门设置在镜头中的防抖补偿镜,根据相机的抖动方向和程度,补偿镜组调整相应位置和角度,使光路保持稳定。光敏器件防抖动则是在感知到相机抖动后,改变光敏器件的位置或角度来保持成像的稳定。两者相似,但都需要对结构进行设计,这会使相机结构复杂、体积变大。 
    3、电子稳像 

   应用图像处理的方法来直接确定像偏移并进行补偿的技术便是电子稳像。电子稳像与传统的光学稳像、机电结合的稳像方法相比,电子稳像具有易于操作、更精确、更灵活、体积小以及价格低、能耗小等优点。在大规模集成电路技术不断提高的情况下,又便于实现设备的小型化。 
   这三种方法都是确定帧间图像的偏移量之后对偏移量进行补偿,从而达到消除图像抖动的目的。 
   

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   稳像技术是移动成像系统不可缺少的一种重要视频增强技术,也是电视精确制导、目标检测与跟踪的关键预处理技术,已广泛应用于机器人远程遥控系统、无人车辆导航系统等。 
   从最早的机械式稳像、光学稳像到电子稳像,稳像技术的研究已开展了多年。随着科技的发展,肯定会有更多的突破,让我们拭目以待吧。 

 


来源:科普中国

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