一種基于幀間運動幾何平滑性的視頻抖動檢測方法技術

本發明專利技術涉及一種基于幀間運動幾何平滑性的視頻抖動檢測方法，屬于視頻處理技術領域。該方法包括以下步驟：1、根據幀間相似程度進行分段；2、然后對每個分段利用特征點檢測和匹配進行運動估計；3、接著計算分段內相鄰幀平移量的平均值、方差，以及平移向量夾角的平均值，通過這三個幾何量來衡量運動幾何平滑性；4、將以上三個幾何量與設定閾值進行比較，據此判斷分段是否抖動。與已有方法相比，本發明專利技術方法使用與幀間平移向量相關的三個幾何量來衡量一個分段的抖動程度，計算效率快，準確性高。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種視頻抖動檢測方法，具體涉及一種基于幀間運動幾何平滑性的視頻抖動檢測方法，屬于視頻處理

技術介紹
隨著攝影攝像設備的逐漸普及和數字存儲設備的廉價化，視頻拍攝進入了人們生活的方方面面。但是由于攝像載體和拍攝環境的限制，錄制出的視頻數據往往存在抖動的現象，嚴重影響視覺感官以及后續處理。用戶對視頻質量的要求是永無止境的，而抖動無疑是影響視頻質量的一大關鍵因素，所以視頻抖動檢測這一問題便具有了較高的應用價值。在視頻抖動檢測領域中，已有前人認識到其重要性并做了相關研究，如江愛文，劉長紅，王明文三人在2013年提出的基于前后-光流點匹配運動熵的視頻抖動檢測算法。該算法通過有效融合圖像的稀疏光流與特征點匹配算法，根據前向-后向誤差標準估計圖像幀的全局運動參數，引入連續幀的運動熵用于衡量視頻畫面片段運動的混亂程度，判斷是否存在視頻抖動現象。在計算效率上，該方法基本能夠滿足實時性的要求，但是由于其針對的是視頻監控系統，沒有考慮進運動速度這一因素，所以對于移動拍攝的視頻，其判斷的結果并不能很好地符合人的主觀感受，同時對于大位移抖動的適應性也不好。
技術實現思路
本專利技術的目的是針對拍攝視頻中的抖動問題，檢測出其中的抖動部分，為后續的抖動處理、視頻質量評價等視頻領域熱點問題提供依據，提出了一種基于幀間運動幾何平滑性的視頻抖動檢測方法。本專利技術的核心思想是根據幀間相似程度進行分段；對每個分段利用特征點檢測和匹配進行運動估計；然后計算分段內相鄰幀平移量的平均值、方差，以及平移向量夾角的平均值等幾何量，衡量運動幾何平滑性；最后，將以上三個幾何量與閾值進行比較，據此判斷分段是否抖動。本專利技術的的目的是通過以下技術方案實現的。一種基于幀間運動幾何平滑性的視頻抖動檢測方法，包括以下步驟：步驟一、根據幀間相似度對視頻分段對于輸入視頻，計算視頻序列中的關鍵幀，從而將視頻劃分成若干個分段。步驟二、視頻分段運動估計對于每一個視頻分段幀序列Ii，Ii+1，…，Ij，其中Ii和Ij是相鄰的關鍵幀，構造出若干條特征點軌跡，表示如下：其中，px，y(x＝i，i+1，…，j；y＝1，2，…，n)表示x幀第y條軌跡上的特征點坐標，n表示軌跡條數；步驟三、計算分段內相鄰幀平移量的平均值、方差，以及平移向量夾角的平均值。令表示幀Ii至幀Ij圖像序列中相應幀在步驟二所述軌跡上所有特征點坐標的平均值，即 p x ‾ = p x , 1 + p x , 2 + ... + p x , n n ]]>其中，x＝i，i+1，…，j。那么分段內相鄰幀平移量的平均值avg_trans，方差var_trans，平移向量夾角的平均值avg_degree的計算公式分別如下表示： a v g _ t r a n s = Σ i j - 1 | | trans i | | j - i ]]> var _ t r a n s = 1 j - i Σ i j - 1 ( | | trans i | | - a v g _ t r a n s ) 2 ]]> a v g _ deg r e e = Σ i j - 2 degree i j - i - 1 ]]>其中，表示幀i到幀i+1的平移向量，degreei為兩個平移向量transi與transi+1的夾角。步驟四、根據步驟三計算出的三個幾何量進行抖動判斷設定三個閾值α，β，γ，判斷準則如下：當avg_trans＜α時，判斷為穩定，否則進一步對β，γ判斷；當var_trans＜β且avg_degree＜γ時，判斷為穩定，否則判斷為抖動。有益效果對比傳統視頻抖動檢測方法，本專利技術方法具有以下優勢：與已有方法相比，本專利技術方法使用與幀間平移向量相關的三個參數來衡量一個分段的抖動程度，并且在運動估計時采用稀疏光流法，因此計算效率快，準確性高。綜上所述，本專利技術方法可以更加高效地檢測出視頻中的抖動幀，為視頻后續處理提供依據。附圖說明圖1是本專利技術實施例一種基于幀間運動幾何平滑性的視頻抖動檢測方法流程示意圖。具體實施本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于幀間運動幾何平滑性的視頻抖動檢測方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：步驟一、根據幀間相似度對視頻分段對于輸入視頻，計算視頻序列中的關鍵幀，從而將視頻劃分成若干個分段；步驟二、視頻分段運動估計對于每一個視頻分段幀序列Ii，Ii+1，…，Ij，其中Ii和Ij是相鄰的關鍵幀，構造出若干條特征點軌跡，表示如下：其中，px，y(x＝i，i+1，…，j；y＝1，2，…，n)表示x幀第y條軌跡上的特征點坐標，n表示軌跡條數；步驟三、計算分段內相鄰幀平移量的平均值、方差，以及平移向量夾角的平均值令表示幀Ii至幀Ij圖像序列中相應幀在步驟二所述軌跡上所有特征點坐標的平均值，即px‾=px,1+px,2+...+px,nn]]>其中，x＝i，i+1，…，j，那么分段內相鄰幀平移量的平均值avg_trans，方差var_trans，平移向量夾角的平均值avg_degree的計算公式分別如下表示：avg_trans=Σij-1||transi||j-i]]>var_trans=1j-iΣij-1(||transi||avg_trans)2]]>avg_degree=Σij-2degreeij-i-1]]>其中，表示幀i到幀i+1的平移向量，degreei為兩個平移向量transi與transi+1的夾角；步驟四、根據步驟三計算出的三個幾何量進行抖動判斷設定三個閾值α，β，γ，判斷準則如下：當avg_trans＜α時，判斷為穩定，否則進一步對β，γ判斷；當var_trans＜β且avg_degree＜γ時，判斷為穩定，否則判斷為抖動。...

【技術特征摘要】
1.一種基于幀間運動幾何平滑性的視頻抖動檢測方法，其特征在于，該方
法包括如下步驟：
步驟一、根據幀間相似度對視頻分段
對于輸入視頻，計算視頻序列中的關鍵幀，從而將視頻劃分成若干個分段；
步驟二、視頻分段運動估計
對于每一個視頻分段幀序列Ii，Ii+1，…，Ij，其中Ii和Ij是相鄰的關鍵幀，構造出
若干條特征點軌跡，表示如下：
其中，px，y(x＝i，i+1，…，j；y＝1，2，…，n)表示x幀第y條軌跡上的特征點坐標，
n表示軌跡條數；
步驟三、計算分段內相鄰幀平移量的平均值、方差，以及平移向量夾角的
平均值
令表示幀Ii至幀Ij圖像序列中相應幀在步驟二所述軌跡上所
有特征點坐標的平均值，即
p x ‾ = p x , 1 + p x , 2 + ... + p x , n n ]]>其中，x＝i，i+1，…，j，那么分段內相鄰幀平移量的平均值avg_trans，方差
var_trans，平移向量夾角的平均值avg_degree的計算公式分別如下表示：
a v g _ t r a n s = Σ i j - 1 | | trans i | | j - i ]]> var _ ...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張磊，陳曉權，黃華，
申請(專利權)人：北京理工大學，
類型：發明
國別省市：北京;11