(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210917792.3 (22)申请日 2022.08.01 (71)申请人 安徽睿极智能科技有限公司 地址 230000 安徽省合肥市高新区天智路5 号同创科技园5号楼6层 (72)发明人 夏豪　王大勇　刘跃　胡健　 夏同飞　陈珺　 (74)专利代理 机构 合肥洪雷知识产权代理事务 所(普通合伙) 34164 专利代理师 张悦 (51)Int.Cl. H04N 5/232(2006.01) G06T 3/40(2006.01) G06T 5/00(2006.01) (54)发明名称 一种陀螺 仪电子防抖 方法 (57)摘要 本发明公开了一种陀螺仪电子防抖方法， 涉 及移动视频监控技术领域。 本发明包括如下步 骤： 采集陀螺仪数据， 然后采用一种非线性滤波 算法对单个镜头的虚拟姿态进行平滑过滤， 得到 单个镜头的稳定的图像帧， 然后基于多个镜头的 相对几何位置计算出剩余镜头的旋转矩阵， 再对 剩下的每个镜头的视频进行图像稳定性处理， 最 后将多个镜头稳定后的视频送到全景拼接模块 进行图像融合， 最终得到稳定的全景视频。 本发 明通过自定义的滤波算法对陀螺仪提供的相机 运动数据进行平滑滤波， 得到相机的虚拟姿态， 利用每个相机的相对位置得到坐标变换矩阵， 采 用先对每个相机进行防抖处理， 再进行全景拼接 的方式， 降低计算复杂度， 能获得更好的全景视 频稳定性。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 115278086 A 2022.11.01 CN 115278086 A 1.一种陀螺 仪电子防抖 方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 步骤S1： 在t1时刻， 获取相机 Ca的一帧摄 像头图像数据Ia(t1)； 步骤S2： 获取t1时刻的陀螺仪数据； 步骤S3： 在t2时刻， 获取相机 Ca的一帧视频图像数据Ia(t2)和同一时刻的 陀螺仪数据； 步骤S4： 在t2时刻的陀螺仪数据 转化为一个四元数q； 所述四元数q为t2时刻的相机Ca的 姿态； 步骤S5： 对t2时刻的相机姿态进行平 滑滤波处 理， 得到一个新的四元 数r； 步骤S6： 根据四元数r 得到图像变换矩阵Ra， 单位四元数r＝w+xi+yj+zk； 其中||r||＝x2 +y2+z2+w2＝1， 则给定这个四元 数， 构造选择矩阵为： 步骤S7： 用该矩阵t2时刻已采集到的图像Ia(t2)进行修正， 并根据预先制定的感兴趣区 域对超出该区域的图像进行裁剪， 经过矩阵运算和裁剪后得到t2时刻相机Ca稳定后的图像 Ia(t2)； 步骤S8： 以相同方式计算同一个支架上其他相机Cb、 Cc、 Cd...跟Ca之间的转换矩阵Tb、 Tc、 Td......,得到： 步骤S9： 在t2时刻， 获取相机Cb的一帧视频图像数据Ib(t2)， 获取相机Cc的一帧视频图像 数据Ic(t2)， 获取相机 Cd的一帧视频图像数据Id(t2)......； 步骤S10： 根据 各个相机的转换矩阵并根据感兴趣区域进行变换后的裁剪， 得到各个相 机在t2时刻稳定后的图像， 步骤S11： 将各个相机稳定后的图像I ′a(t2)、 I′b(t2)、 I′c(t2)、 I′d(t2)......送给全景 拼接模块， 得到t2时刻稳定的全景图像； 步骤S12： 依次类 推， 得到全景视频。 2.根据权利要 求1所述的一种陀螺仪电子防抖方法， 其特征在于， 所述步骤S2中， 获取t1 时刻的陀螺仪数据， 采用六轴陀螺 仪， 其采样频率大于等于10 0Hz， 具体流 程如下： 步骤S21： 对陀螺 仪进行校准和归零； 步骤S22： 获得x,y,z三个方向的角速度； 步骤S23： 根据角速度得到陀螺 仪绕x,y,z三个轴转动的角度， 即为欧拉角； 步骤S24： 把欧拉角转化为一个四元数p， 所述p表示t1时刻相机Ca的姿态， 计算公式如权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115278086 A 2下： 其中， α, β,γ分别是y,x,z轴的旋转角度。 3.根据权利要求1所述的一种陀螺仪电子防抖方法， 其特征在于， 所述步骤S5中， 平滑 滤波处理采用Slerp 算法进行球面线性插值运算， 得到一个新的四元数r； 所述四元数r为t2 时刻的相机 Ca稳定后的虚拟姿态： 式中， θ 是四元 数p和q代 表的三维向量的夹角， t为拟合系数， t的取值范围为0 ≤t≤1。 4.根据权利要求3所述的一种陀螺仪电子防抖方法， 其特征在于， 所述t越接近0时， 则r 越接近p； 所述t的初始值取0.9， 在计算当前帧对应的相机虚拟姿态时， 会根据上一 帧修正 后的图像的裁 剪范围来 修正t值， 裁 剪越少， 则表明相机抖动小。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115278086 A 3