پایدار سازی ویدئو Video Stabilization – برق

مشخصات فایل

مقطع:کارشناسی ارشد
رشته تحصیلی:مهندسی برق
نوع ارائه:پایان نامه
تعداد صفحات:210
قالب بندی:word قابل ویرایش

نحوه خرید

پایدار سازی ویدئو Video Stabilization – برق

شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

چکیده

فهرست مطالب

چکیده
مقدمه

فصل اول : آشنائی با مفاهیم و اصول پایدارسازی ویدئو
۱-۱- مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………………….. ۲
۲-۱- روشهای کلی پایدارسازی ویدئو ………………………………………………………………………………………. ۳
۳-۱- مروری بر تاریخچه و روشهای ارائه شده در پایدارسازی ویدئو ………………………………………. ۴
۴-۱- اصول کلی پایدارسازی ویدئو …………………………………………………………………………………………… ۷
۵-۱- حرکت دوربین در پایدارسازی ویدئو ………………………………………………………………………………. ۸
۶-۱- اختلاف عمق در تصاویر ویدئو …………………………………………………………………………………………. ۸
۷-۱- تخمین بردارهای حرکت …………………………………………………………………………………………………. ۹
۸-۱- مدلسازی حرکت بین فریمی …………………………………………………………………………………………. ۱۰
۹-۱- فیلترینگ حرکت و جداسازی حرکت های ناخواسته از حرکت های عمدی ……………….. ۱۱
۱-۱۰- ارائه یک روش جدید در پایدارسازی ویدئو …………………………………………………………………… ۱۱
منابع و ماخذ ………………………………………………………………………………………………………………………………. ۱۲
فصل دوم : مدلسازی حرکت بین فریمی
۱-۲- مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………………….. ۱۴
۲-۲- مدلهای حرکت کلی (جامع) …………………………………………………………………………………………….. ۱۴
۳-۲- ویژگی اساسی مدل …………………………………………………………………………………………………………… ۱۶
۴-۲- مدل بر اساس جریان ………………………………………………………………………………………………………… ۱۹
۵-۲- مدل حرکت بین فریمی ……………………………………………………………………………………………………. ۲۱
۶-۲- مدل حرکت افاین ……………………………………………………………………………………………………………… ۲۳
۷-۲- مدل حرکت دو و نیم بعدی ……………………………………………………………………………………………… ۲۵
۸-۲- پارامتر S …………………………………………………………………………………………………………………………… 28
۹-۲- اثبات رابطه بین پارامتر Sو میزان اختلاف عمق در تصاویر ویدئو …………………………………… ۲۹
منابع و ماخذ ……………………………………………………………………………………………………………………………….. ۳۴

فصل سوم : تخمین بردار حرکت بر اساس روش تطبیق بلوکی
۳- ۱- مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………………………. ۳۶
۳- ۲- تطبیق بلوکی ……………………………………………………………………………………………………………………… ۳۷
۳- ۳- توابع خطا در تخمین حرکت …………………………………………………………………………………………….. ۳۹
۳- ۴- تخمین حرکت با استفاده از روش جستجوی کامل ………………………………………………………….. ۴۰
۳- ۵- تخمین حرکت در پایدار سازی ویدئو ……………………………………………………………………………….. ۴۲
۳- ۶- الگوریتم های تخمین حرکت جستجوی سریع ………………………………………………………………… ۴۳
۳- ۶-۱- الگوریتم جستجوی سه مرحله ای ………………………………………………………………………………… ۴۴
شماره صفحه

۳- ۶-۲- الگوریتم جستجوی سه متقاطع (صلیبی) …………………………………………………………………….. ۴۵
۳- ۶-۳- الگوریتم جستجوی چهار مرحله ای ……………………………………………………………………………… ۴۶
۳- ۶-۴- الگوریتم جستجوی لگاریتمی ……………………………………………………………………………………….. ۴۷
۳- ۶-۵- الگوریتم جستجوی گرادیان کاهشی …………………………………………………………………………….. ۴۸
Conjugate Direction الگوریتم جستجوی -۶-۶ -۳ ……………………………………………………………….. ۴۹
۳- ۶-۷- الگوریتم جستجویOn at a Time ………………………………………………………….ا…………………. ۵۰

منابع و ماخذ ………………………………………………………… ۵۱

فصل چهارم : تخمین بردار حرکت بر اساس روش ساختار هرمی
۴- ۱- مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………………….. ۵۳
۴- ۲- تولید ساختار هرمی …………………………………………………………………………………………………………… ۵۴
۴- ۳- پایدار سازی ساختار هرمی ……………………………………………………………………………………………….. ۵۵
۴- ۴- ساختار پیوند بین هرمی پایدار …………………………………………………………………………………………. ۵۶

منابع و ماخذ …………………………………………………… ۵۹
فصل پنجم : تخمین بردار حرکت با استفاده از تصویر صفحه رمزگری بیتی
۵- ۱- مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………… ۶۱
۵- ۲- تجزیه یک تصویر سیاه و سفید بصورت صفحه تک بیتی و صفحه رمزگری بیتی ………….. ۶۲

۵- ۳- تخمین حرکت بر اساس تطبیق کردن صفحه رمزگری شده بیتی ………………………………….. ۶۴
منابع و ماخذ ……………………………………………………………………………………………………………………………….. ۶۷

فصل ششم : روشهای عددی برای تخمین پارامترهای حرکت
۶- ۱- روشهای عددی برای تخمین پارامترهای حرکت ……………………………………………………………… ۶۹
۶- ۱-۱- مدل دو و نیم بعدی حرکت دالی ………………………………………………………………………………….. ۶۹
۶- ۱-۲- مدل دو و نیم بعدی حرکت تراکینگ افقی ………………………………………………………………….. ۷۰
۶- ۱-۳- مدل دو و نیم بعدی حرکت تراکینگ عمودی ……………………………………………………………… ۷۱
۶- ۲- یک مثال عددی ……………………………………………………………………………………………………………….. ۷۳

فصل هفتم : روشهای کاهش و تشخیص خطا در تخمین بردارهای حرکت
۷- ۱- مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………… ۷۶
۷- ۲- دلایل ایجاد خطا در تخمین بردارهای حرکت …………………………………………………………………. ۷۷
۷- ۳- فاکتورهای موثر در کاهش خطا ……………………………………………………………………………………….. ۸۰
۷- ۴- انتخاب مناسب ابعاد بلوک ………………………………………………………………………………………………… ۸۱
۷- ۵- بیشترین جابجائی بلوکی در هر فریم ……………………………………………………………………………….. ۸۵
۷- ۶- انتخاب مناسب اندازه پنجره جستجو ……………………………………………………………………………….. ۸۶
۷- ۷- معیار ها و روشهای تشخیص خطا ……………………………………………………………………………………. ۸۹
شماره صفحه

۷- ۷-۱- تشخیص خطا بر اساس عامل پراکندگی بردارهای حرکت ………………………………………….. ۸۹
۷- ۷-۱-۱- شناسائی مرکز تجمع بردارهای ………………………………………………………………………………… ۹۲
۷- ۷-۱-۲- شناسائی مرکز تجمع بردارها براساس روش جستجوی کامل …………………………………… ۹۲
۷- ۷-۱-۳- شناسائی مرکز تجمع بردارها براساس روش بردار میانه ……………………………………………. ۹۴
۷- ۷-۲- تشخیص خطا بر اساس عامل اختلاف عمق تصاویر …………………………………………………….. ۹۶
۷- ۷-۲-۱ یک مثال ……………………………………………………………………………………………………………………… ۹۷
۷- ۷-۳- ترکیب روشهای تشخیص خطا بر اساس عامل پراکنده گی و اختلاف عمق …………….. ۱۰۰
۷- ۸- تعیین بیشترین جابجائی بلوکی در هر فریم ………………………………………………………………….. ۱۰۱
۷- ۹- بررسی صحت بردارهای تخمین زده شده ………………………………………………………………………. ۱۰۳
۷- ۱۰- روش مقاوم در تخمین پارامترهای حرکت دوربین ……………………………………………………… ۱۰۵

فصل هشتم : فیلترینگ و جداسازی حرکت های ناخواسته از عمدی
۸- ۱- مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………. ۱۰۹
۸- ۲- فیلترینگ حرکت …………………………………………………………………………………………………………….. ۱۰۹
۸- ۳- فیلترینگ حرکت با استفاده از فیلتر باتروث …………………………………………………………………… ۱۰۹
۸- ۳-۱- تابع تبدیل باتروث ……………………………………………………………………………………………………….. ۱۰۹
۸- ۳-۲- خواص فیلتر باتروث …………………………………………………………………………………………………….. ۱۱۰
۸- ۳-۳- اثبات خواص ………………………………………………………………………………………………………………… ۱۱۱

۸- ۳-۴- طراحی فیلتر پائین گذر باتروث ………………………………………………………………………………….. ۱۱۲
۸- ۳-۵- بررسی نتایج آزمایشی استفاده از فیلتر باتروث ………………………………………………………….. ۱۱۳
۸- ۴- فیلترینگ حرکت بر اساس یک قاعده فیزیکی ……………………………………………………………….. ۱۱۵
۸- ۴-۱- طراحی فیلتر لخت بر اساس مدل دینامیکی ……………………………………………………………… ۱۱۶
۸- ۴-۲- بررسی نتایج آزمایشی استفاده از فیلتر لخت ……………………………………………………………… ۱۱۹
۸- ۵- فیلترینگ حرکت با فاز صفر ……………………………………………………………………………………………. ۱۲۱
۸- ۵-۱- بررسی نتایج آزمایشی استفاده از فیلتر با فاز صفر …………………………………………………….. ۱۲۲
۸- ۵-۲- نتیجه گیری کلی ……………………………………………………………………………………………………….. ۱۲۴

منابع و ماخذ ……………………………………………………………….. ۱۲۷

فصل : نهم نتایج و پیشنهادها
۹- ۱- مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………………… ۱۲۹
۹- ۲- نتایج …………………………………………………………………………………………………………………………………. ۱۲۹
۹- ۳- پیشنهادها ………………………………………………………………………………………………………………………… ۱۳۱
ضمیمه
شبیه سازی های انجام شده با نرم افزار MATLAB واژه نامه انگلیسی- فارسی منابع و ماخذ

چکیده
در این تز ، یک روش جدید در پایدارسازی مقاوم دیجیتالی سکانسهای ویدئو ارائه شده اسـت. ایـنروش شامل چهار مرحله اساسی زیر می باشد : ۱- تخمین حرکـت تـصویر ۲- تخمـین پارامترهـایحرکت دوربین ۳- فیلترینگ حرکت و جداسازی حرکت های ناخواسته لرزش از حرکت های عمدیدوربین ۴- جبران حرکت های ناخواسته در تصویر
در قسمت تخمین حرکت از روشی استفاده شده است که در آن اولا” بردارهای حرکت بـدون خطـاتخمین زده می شوند و درمقابل خطا کاملا” مقاوم می باشند ثانیا” در تخمین پارامترهـای حرکـتدوربین برای کاهش خطای اثر اختلاف عمق در تصویر ، بلوک ها از قسمتهای از تصویر انتخاب مـیشوند که دارایی عمق متوسط و نزدیک به هم را دارند بنابراین میتوان در تخمین پارامترهای حرکت دوربین از یک مدل حرکت بین فریمی دوبعدی سـاده شـده اسـتفاده نمـود. در قـسمت فیلترینـگحرکت از یک نوع فیلتر پائین گذری استفاده شده است که در آن شیفت فازی آن صفر می باشد.
با استفاده از این روش در پایدارسازی تصاویر ویدئو در صورتیکه حرکت های دوربین شامل حرکـتهای انتقالی و چرخشی تواما” با هم باشند و تصاویر شامل اختلاف عمق قابل توجـه ای نیـز باشـددرست عمل کرده و کارائی لازم در حذف لرزشهای تصویر را دارد.

کلمات کلیدی
پایدارسازی ویدئو تخمین حرکت مدل حرکت بین فریمی فیلترینگ حرکت

مقدمه
در پایدارسازی ویدئو هدف حذف لرزشها ی تصاویر ویدئو می باشد و برای انجام آن می بایستی سه مرحله اساسی زیر انجام شود که بترتیب عبارتند از :
۱- تخمین پارامترهای حرکت دوربین ۲- فیلترینگ حرکت و جداسازی حرکت های ناخواسته لرزش از حرکت های خواسته عمدی ۳- جبرانسازی حرکت های تصاویر ویدئو.
مرحله تخمین پارامترهای حرکت دوربین یکی از مراحل مهم پایدارسازی میباشد که لازم است کاملا” بدون خطا انجام شود.
حرکت های دوربین میتواند بر اساس میزان جابجای نقاط متناظر بین دو فریم متوالی با استفاده از یک مدل حرکت بین فریمی تخمین زده شود. برای تعیین پارامترهای حرکت دوربین در هر فریم لازم است چندین نقطه متناطر بین دو فریم پیدا شود. تعداد نقاط متناظر مورد نیاز بستگی به نوع و تعداد مجهولات مدل حرکت بین فریمی دارد که در آن بطور معمول بین ۲ تا ۳ نقطه متناظر برای حل معادلات آن مورد نیاز می باشد.
با توجه به اینکه پیدا نمودن پیکسل های متناظر بین دو فریم متوالی در عمل غیر ممکن میباشد بنابراین مجبور هستیم از بلوک بجای پیکسل استفاده نمائیم ولی درانتخاب ابعاد بلوک می بایستی شرطی را رعایت نمائیم که در آن ابعاد بلوک مجاز هستند تا اندازه ای بزرگ انتخاب شوند که سرعت و جهت حرکت تمام پیکسل های آن از یک فریم به فریم بعدی کاملا” یکسان باشند بنابراین با برقراری این شرط میتوان حرکت بلوک را همانند حرکت پیکسل مرکز آن دانست.
در پایدارسازی ویدئو یکی از مسائل اساسی و مهم مشکل اختلاف عمق در تصاویر در زمان حرکت دوربین می باشد که در این حالت سرعت حرکت قسمت های از تصویر که عمق شان کمتر است بیشتر از قسمت های از تصویر می باشد که عمق شان بیشتر است بنابراین در استفاده کردن از این نواحی بعنوان نقاط متناظر میتواند خطا زیادی را در تخمین پارامترهای حرکت دوربین به دنبال داشته باشد.
برای تخمین حرکت بلوک ها اگر بخواهیم از روش تطبیق بلوکی به همان صورتیکه در فشرده سازی بکاربرده میشود استفاده نمائیم ، خطای نسبتا” زیادی را خواهیم داشت زیرا اساس روش تطبیق بلوکی بر اساس محتویات تصویر بلوک ها می باشد که نتایج جستجو آن میتواند شامل بلوک های مشابه هم باشد البته این موضوع در فشرده سازی اهمیت چندانی ندارد ولی در پایدارسازی ویدئو به دلیل اینکه هدف از تخمین بلوکها پیدا نمودن نقاط متناظر بین دو فریم متوالی میباشد بنابراین ما خطا ی خیلی زیادی را خواهیم داشت.
در این روش ارائه شده اولا” تعداد بلوک های که در هر فریم حرکت آنها تخمین زده می شوند چندین برابر تعداد مورد نیاز خواهند بود. ثانیا” با بکار بردن روشهای، میزان درصد خطا تخمین حرکت بلوک ها به کمترین مقدار کاهش می یابد. ثالثا” با استفاده از معیارهای تشخیص خطا ، در هر فریم بردارهای حرکت تخمین زده شده صحیح از بردارها تخمین زده شده غلط تشخیص داده شده و از میان آنها به تعداد مورد نیاز صحیح ترین بردارها برای استفاده در مدل حرکت بین فریمی انتخاب می شوند.
بتابراین در این روش اولا” بردارهای حرکت تخمین زده شده که قرار است در مدل حرکت بین فریمی استفاده شون د کاملا” صحیح خواهند بود و ثانیا” این بردارها ی صحیح میتواند از قسمتهای از تصویر انتخاب شوند که دارایی اختلاف عمق کمتری را نسبت به هم دارند بنابراین با استفاده از این روش در پایدارسازی ویدئو خطای مربوط به اختلاف عمق را هم نخواهیم داشت.

نتایج
نتایج پایان نامه بطور خلاصه در چند قسمت بصورت زیر خلاصه شده است:

۱- در این تز در قسمت تخمین حرکت به یک روش جدیدی اشاره شده اسـت کـه در آن بـا اتخـاذتدابیری در روش تطبیق بلوکی میزان خطا در تخمین حرکت به نصف کاهش می یابد و بـر اسـاسمعیارهای تشخیص خطا بردارهای تخمین زده شده صـحیح از بردارهـای تخمـین زده شـده غلـطتشخیص داده می شوند و صحیح ترین بردارها انتخـاب میـشوند. بنـابراین در ایـن روش بردارهـایحرکت تصویر کاملا” بدون خطا تخمین زده میشوند و در مقابل خطا مقاوم می باشند.

۲- در روش جدیدی پیشنهادی در تخمین حرکت در انتخاب بلوک ها جهت تخمین حرکت آنهـا ازقسمتهای از تصویر انتخاب میشوند که دارایی عمق متوسط و نزدیک بـه هـم مـی باشـند. کـه ایـنموضوع میتواند در تخمین پارامترهای حرکت دوربین درپایدارسـازی ویـدئو بـسیار اهمیـت داشـتهباشد. به دلیل اینکه عامل اختلاف عمق در تـصویر در مواقعیکـه دوربـین در حـال حرکـت بـا شـدمیتواند باعث خطا در تخمین پارامترهای حرکت های دوربین شود. و این موضوع یکی از مهمتـرینمشکلات در پایدارسازی ویدئو می باشد.
۳- با استفاده از روش پیشنهادی در تخمین حرکت به دلیل اینکه بلوک های انتخابی جهت تخمینحرکت آنها دارای عمق متوسط و نزدیک به هم هستند بنابراین میتوان بـا یـک مـدل حرکـت بـینفریمی دوبعدی ساده تری تمام حرکت دوربین را بدست آوریم و نیاز به دسته بنـدی حرکـت هـایدوربین و استفاده از مدل های حرکت بین فریمی مختلف مناسب با نوع حرکت آنها مانند آنچه کـهدر روشهای پیشنهاد شده در پایان نامه ذکر شده نداریم.

۴- همانطور که در قسمت فیلترینگ حرکت اشاره شد به دلیل اینکه سیگنال لرزش اختلاف بین دوسیگنال فیلتر شده و سیگنال اصلی است بنابراین عامل اختلاف فاز در فیلترها میتوانـد باعـث خطـادر تخمین حرکت های لرزش دوربین شود. در این تز در قسمت جداسازی حرکـت هـای ناخواسـتهلرزش از حرکت های نرم و عمدی دوربـین از فیلترینـگ حرکتـی اسـتفاده شـده اسـت کـه در آنمشخصه شیفت فازی آن صفر است به همین دلیل خطـای مربـوط بـه ایـن اخـتلاف فـازی کـه درفیلترهای پیشنهادی پیشین وجود داشت در این فیلتر کاملا” صفر خواهد بود.
۵- در رو ش پیشنهادی جهت پایدارسـازی ویـدئو بـه دلیـل اینکـه درانجـام مراحـل مختلـف آن ازروشهای استفاده شده است که دارایی حجم محاسبات کمتری را نسبت به روشهای پیـشنهاد قبلـیدارد بنابرای ن مدت زمان پردازش برای هر فریم کمتر از یک بیست پنجم ثانیـه اسـت و ایـن امکـانوجود دارد که بتوان با استفاده از پردازنده های موجود در بازار تمام مراحل بصورت بلادرنـگ انجـام شود و قابل پیاده سازی و اجرا بصورت بلادرنگ توسط یک سخت افزار باشد.

نحوه خرید

دانلود رایگان فایل
شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

در صورت بروز هر گونه مشکل در روند خرید اینترنتی، بخش پشتیبانی کاربران آماده پاسخگویی به مشکلات و سوالات شما می باشد

راهنمای سایت

برخلاف سایت های دیگر که فایل ها را به صورت تکی می فروشند روال سایت ما این است که شما با عضویت در سایت ما میتوانید از تمام فایل های موجود استفاده کنید.

تمام مطالب سایت فقط برای اعضای سایت رایگان است.

نحوه عضویت در سایت

آخرین مطالب

مطالب مرتبط