基于FPGA的实时电子稳像.pdfVIP

学兔兔 第34 卷 第 12 期增刊 仪 器 仪 表 学 报 Vol.34 No.12 2013 年 12 月 Chinese Journal of Scientific Instrument Dec. 2013 基 于 FPGA 的 实 时 电 子 稳 像 李刚 程志峰 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国科学院航空光学成像与测量重点实验室 长春 130033) 摘 要：针对航空光电平台运动拍摄过程中视频抖动问题和电子稳像的实时性要求，实现一种基于位平面匹配算法的 FPGA 实时电子稳像平台。首先利用格雷码位平面匹配方法估计局部运动向量，然后利用中值法得到全局运动向量并对其低通滤波 得到运动补偿量，最后利用补偿量对抖动视频进行补偿，从而输出稳定视频。利用位平面进行局部运动向量估计时，提出采 用多位并行匹配的方法，提高了 FPGA 并行性以及匹配速度。详细设计了稳像平台中视频采集控制、图像存储、运动估计、 运动滤波以及运动补偿等功能单元的 FPGA 实现。实验结果表明，该稳像平台能够完成帧频为 25 帧/ 秒、分辨率为 720 ×576 模拟视频的实时电子稳像，适用于实时性应用。 关键词：电子稳像；位平面；运动估计；FPGA Real-time digital image stabilization based on FPGA Li Gang Cheng Zhifeng (Key Laboratory ofAirborne Optical Imaging and Measurement, Changchun Institute of Optics,Fine Mechanics and Physics,Chinese Academy of Sciences, Changchun130033, China) Abstract:In order to overcome image shakes in the video of the camera mounted on the aerial opto-electrical platform and to implement the image stabilization in real-time, a FPGA platform of real-time digital image stabilization (DIS) based on bit-plane matching was realized. Firstly, the local motion vectors were estimated by using Gray code bit-planematching. Then, the global motion vector was generated with a median filter method. Following that, a low pass filter was applied on the previous global motion vectors to get the current motion compensation vector. At last, the stabilized video was obtained by compensating the original one. A multi-bits concurrent matching method w