近年來,隨著攝影設備成本的降低,幾乎行動裝置都配備有數位攝影功能,因此我們可以利用行動裝置中數位攝影機拍攝影片,但在許多時候我們是以手持的方式進行攝影,因此,所拍攝出的影片會有手震的現象,造成在即時觀看時,視覺會有不適感。為了避免此種現象的產生,在傳統上多採用後製處理,利用一些後製軟體將手震現象去除,但此種方式無法達到在拍攝的同時就能去除手震的現象,而且也不符合即時觀看撥放的需求,此外,雖然G-Sensor或陀螺儀也可達到防手震之功能,但其成本較高,而且無法整合入現有硬體模組中。為了解決此問題,本作品開發一個能與現有硬體模組整合且能即時將拍攝的影片畫面進行防手震處理的系統。
在這套系統中,使用者可即時拍攝各種不同的影片,系統自動進行防手震運算,輸出去除手震現象之影片,提供即時觀看之用途。我們採用雙核心(ARM+DSP)架構加以設計,建立一個以嵌入式平台為基礎之數位攝影防手震系統,當使用者拍攝影片的同時,系統自動進行防手震運算,經過雙核心執行演算法運算後,輸出防手震處理後的影片畫面。
由於影片內容的不同,造成較難完成防手震之處理,例如針對一些大物體及複雜的畫面,這些物體的移動會造成Global motion的誤判,為了克服此問題,我們提出一個精準估算Global motion的防手震演算法,除了具備低運算量外,利用Gaussian model對移動向量的計算,精確估算出手震位移量,並即時產生去除手震現象之影片,主要技術如下圖所示。
為了達到即時防手震的目標,本作品開發了一套以雙核心為基礎的防手震系統,考量不同核心的特性,這套系統係開發於雙核心-ARM及DSP平台上,一方面發揮ARM對於Realtime Operation System、multithread及Input/Output的充分支援,另一方面利用DSP達到運算上高效能的處理。同時也考量愈來愈多消費性產品具備嵌入式系統並搭配數位訊號處理晶片,以符合各種不同的應用,基於此一趨勢,採用雙核心平台將可讓此訊號系統更容易與其它消費性產生整合。此外,為了快速產生去除手震之影片,在系統架構上採用有效率排程及記憶體規劃,充分使用內部記憶體(internal memory)及SIMD以發揮DSP的特性,在內部核心的溝通採用DSP/BIOS LINK方式,讓訊號能快速的在ARM與DSP之間傳遞,並以DMA傳送機制產生相關資訊,如此,可在有限的硬體資源下發揮最快的處理速度,達到即時防手震的目標。
本作品能夠處理多種不同內容的影片,經由實際拍攝影片之實驗結果,證明系統能正確即時輸出去除手震之影片,同時與未去除手震之影片相比較,可有效將震動現象加以去除。
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