數(shù)字圖像穩(wěn)定是圖像序列處理中得一項(xiàng)重要的前處理步驟。早期的方法是對(duì)攝像機(jī)本身的機(jī)械和光路進(jìn)行穩(wěn)定，隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，可以對(duì)采集到的圖像進(jìn)行處理，使圖像在顯示器上能夠穩(wěn)定地顯示，同時(shí)也為了更好地為后續(xù)處理提供穩(wěn)定的圖像序列，如圖像拼接、圖像增強(qiáng)、信息融合、目標(biāo)追蹤、目標(biāo)識(shí)別等各種圖像處理技術(shù)的綜合運(yùn)用。在實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)圖像穩(wěn)定系統(tǒng)方面，由于圖像計(jì)算量大，必須選用高性能數(shù)字信號(hào)處理器。目前實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)圖像處理的主要方式有4種：1）基于通用PC機(jī)；2）基于通用DSP；3）基于專用或多DSP；4）基于可編程FPGA或DSP+FPG。在通用PC機(jī)上可方便地進(jìn)行各種圖像算法的仿真試驗(yàn)，但是這種方法只能在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，難以現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。其中基于通用DSP這種方案的優(yōu)點(diǎn)在于，價(jià)格便宜、資料豐富、開發(fā)相對(duì)簡(jiǎn)單，并且處理速度也隨著器件性能提高，已經(jīng)能滿足圖像穩(wěn)定所需要的實(shí)時(shí)處理，形成脫機(jī)系統(tǒng)。針對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)字圖像穩(wěn)定處理，介紹一種采用高性能系列的DSP C6416，開發(fā)出一套數(shù)字圖像處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用雙口RAM作為高速數(shù)據(jù)輸入輸出緩沖通道，由CPLD進(jìn)行系統(tǒng)的邏輯控制，DSP的EDMA完成數(shù)據(jù)的片內(nèi)片外傳送，通過配置和軟件優(yōu)化，最終完成了系統(tǒng)的高度實(shí)時(shí)運(yùn)行。
　　1 穩(wěn)像方法和步驟
　　數(shù)字圖像穩(wěn)定處理過程主要由3部分組成：運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)模塊（ME），運(yùn)動(dòng)矢量補(bǔ)償模塊（MC）和圖像序列合成模塊（IC）。通過ME模塊找到幀間運(yùn)動(dòng)偏移，由MC模塊進(jìn)行圖像拼接完成運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，最后經(jīng)IC模塊進(jìn)行圖像剪裁輸出。
　　運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)模塊中，通過比較當(dāng)前圖像和參考圖像中相同的部分，找到兩幀圖像問的偏移量，即運(yùn)動(dòng)矢量，廣泛應(yīng)用于視頻處理與編碼，如圖1所示。
　　
　　圖1中用實(shí)線所畫的方框表示匹配塊，虛線所畫的方框表示搜索窗。假定第k幀為當(dāng)前幀，為了計(jì)算第k幀相對(duì)于第k-n幀的運(yùn)動(dòng)偏移量。在第k-n幀的中心位置選擇一個(gè)N×N像素大小的匹配塊，同時(shí)在第k幀上選擇一個(gè)M×M（M》N）大小的搜索窗，搜索窗的中心位置與第k幀的匹配塊中心位置重合，通過用式（1）比較兩幅圖像間所有相應(yīng)像素間絕對(duì)差的累和VSAD（Sum of Absolute Difference），在搜索窗內(nèi)找出和匹配塊圖像最匹配的位置，即VSAD最小值的位置。該匹配位置坐標(biāo)和搜索窗中心點(diǎn)坐標(biāo)的相對(duì)位置（△x，△y），即為兩幀圖像的偏移運(yùn)動(dòng)矢量。