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抖动补偿技术在水下摄像系统中的应用吴艳青
抖动补偿技术在水下摄像系统中的应用
Application of Shake Compensation Techniques in Underwater Camera System
吴艳青
(中船第九设计研究院工程有限公司,上海2000
摘要:针对水下设备低频抖动、水流干扰、不利于水下摄像系统图像采集等特点,采用结构减震和电子稳像对图像进行抖动补偿
考虑到图像处理中数据运算量大的特性,采用基于图像特征点的算法来提高运算速度。实结果验证了抖动补偿的效果,表明了该
水下摄像系统在高速运动的水下设备上的适用性和可行性。抖动补偿技术还可应用在具有震动、移动、冲击运动等特征的大型装卸
设备上
关键词:水下摄像系统抖动补偿结构减震电子稳像低频
中图分类号:TP29
文献标志码:A
Abstract The condition of low frequency shaking of underwater equipment and interference of water flow are not conducive to image collection
for underwater camera systems, thus the image jittering is compensated by adopting structural damping and clectronic image stabilization
methods. Considering the feature of large amount of computation in image processing, the algorithm ased on image characteristic point is used
The practical tests verify the effect of shaking compensation, and indicate the feasibility and applicability of the water camera system for
underwater equipment under high speed motion. In addition, this shake compensation technique can also be used for large sized handling
facilities with shake, movement and impact.
Keywords: Underwater camera system Shake compensation Structural damping Electric image stabilization Low frequency
平台振动、传播介质(如水流、气流)的实时变化等环
0引言
境因素的不稳定和空问景物层次的复杂三维结构,都
海洋工程试验设备的水下摄像系统是为水下科学会造成图像的模糊,即像质退化]。
试验而研制的,用于監控水下试验过程和记录水下电
目前,常规型水下监控设备强调在结构防水、入水
视图像,供试验现场调试参考和对试验过程进行分析深度等方面的特殊处理。多数设备在视频图像的抖
研究。
动、扭曲信号干扰、视角不到位以及使用寿命不长等
图像抖动会造成图像模糊、观察困难、视觉疲劳,问题上无法进行有效处理。
为获得直观、清晰、稳定的图像反馈,克服设备在高速
水下摄像系统的摄像机安装在水下钢结构平台
运行中产生的低频抖动和水流引起的图像模糊扭曲
平台运动速度较快,体积庞大,工作时存在轻微振
是水下摄像系统设计首要考虑的问题。
动现象。因此,摄像机需要承受水流的冲击以及钢结
目前设计的某项海洋丁程试验设备规模大、复杂构平台振动所引起的浪涌
程度高、动作快速,并需对水下动作的机构进行连续观
摄像机产生振动,会引起视频图像抖动,特别是
察。本文在充分硏究该项设备运动特征的基础上,将低频振动。常规的水下摄像机采用镜头、速度等方
结构减震和电子稳像两种技术应用到水下摄像系统的法,对高频振动有一定的抑制作用,对低频振动或晃
抖动补偿中,保证了海洋工程试验没备的平稳运行
动无效。
视频抖动会影响实际监控结果,造成操作人员屴
1现有技术及其存在的问题
断失误,给现场作业带来安全隐患。因此,水下摄像系
成像链路的各种缺陷,如光学系统和成像器件本统实现正常运行及维护的监测管理尤为重要。
身设计的局限性、加工装校的误差、工作温度的变化、2抖动补偿技术原理
对于上述水下摄像系统问题,主要采用两种类型
修改榯收到期:2013-03-11。
作者吴艳青(1980-),女,202年毕业于重庆大学自动複专业,获
的抖动补偿技术:结构减震和电子稳像( electric image
学士学位,工程师;主要从非标设备电气系统的研发工作。
stabilization,EIS)。
自动化仪表》第34卷第12期2013年11月
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