Slutet för skakiga videor

Suddiga bilder och skakiga videor är snart ett minne blott, i
alla fall om de är tagna med mobilen. Erik Ringaby, nybliven doktor i datorseende har tagit fram ett motmedel som snart kan bli en app i din telefon.

Att titta på en video tagen med mobilkamera kan vara en lätt skakig upplevelse där bilden skuttar upp och ner. Hus och andra fasta föremål ser inte heller ut att stå riktigt stilla eftersom kameran rör på sig. Föremålen blir ofta lite förvrängda och man kan känna sig lätt sjösjuk av att titta på videon.
Förvrängt perspektivFoto: Erik Ringaby
Att det blir på det viset beror på att mobiltelefoner är utrustade med en elektronisk rullande slutare. Kameran skannar av det du vill fotografera eller filma rad för rad, uppifrån och ner. Står föremålet inte still eller om du inte är stadig på handen säger det sig självt att det blir störningar i bilden. Eller geometriska distorsioner, som Erik Ringaby uttrycker saken.

Bilden flyttas till rätt läge

I sin avhandling har han tagit fram metoder där en smart algoritm kan skatta kamerans rörelse utifrån ett antal bilder som tas i snabb följd. Genom att välja ut ett antal punkter i bilden och jämföra dem med samma punkter i nästa bild får man fram kamerarörelsen och när den är känd kan man sedan flytta bilden rad för rad till rätt position.

Bilden blir därmed betydligt stabilare och husen står på fast mark.

Han har även tagit fram ett virtuellt stativ för mobilkameran som gör att du kan ta betydligt bättre bilder i dåligt ljus, på kvällen exempelvis. Det är svårt att hålla kameran stilla tillräckligt länge eftersom slutartiden ökar, men med hjälp av gyroskopmätningar och matchning av punkter från flera olika bilder går det att öka skärpan högst betydligt.

I första hand har han och handledaren docent Per-Erik Forssén konsumentmarknaden i sikte, men arbetet har också industriell betydelse. Exempelvis har Microsofts Kinect, ett tillbehör till Xbox 360, börjat användas i robot- och datorseendesystem. Kinect registrerar människors rörelser och håller även reda på avståndet mellan sensorn och föremål i rummet. Den är förhållandevis billig och enkel att använda, men även här blir bilderna en smula förvrängda på grund av den rullande slutaren.

Luftburen fjärranalys

I avhandlingen beskriver Erik Ringaby hur man kan ta hänsyn till det genom att uppskatta hur sensorn rör sig i tre dimensioner och sedan korrigera punkterna efter det. Ännu ett område där förvrängning av bilderna förekommer är vid luftburen fjärranalys. Sensorer under flygplanet, så kallade push-broom, tar bilder rad för rad, som om en kvast borstade marken. Samma princip löser de problem som uppstår i bilderna på grund av att att flygplanet rör sig.
Erik Ringaby Foto: Monica Westman
- Det är intressant att få ha arbetat med något som fungerar hela vägen, från teorierna till slutanvändaren, säger Erik Ringaby, som inom kort lämnar Linköpings universitet. Han kliver rakt över vägen till Mjärdevi och företaget SICK-IVP som utvecklar just supersnabba kameror.

Men han lämnar inte oss mobilanvändare i sticket, Erik Ringaby och Per-Erik Forssén har startat ett företag för att kunna kommersialisera metoderna från avhandlingen. En app för videostabilisering finns redan, och förhoppningsvis har vi snart en app i mobilen som en gång för alla gör slut på suddiga bilder – ett virtuellt stativ som får oss att känna oss nästan som proffs.

Relaterade länkar

Video som visar principen , https://www.youtube.com/watch?v=aVm3EWosjDs

Geometric Models for Rolling-shutter and Push-broom Sensors, Erik Ringaby, Avdelningen för datorseende, Institutionen för systemteknik, Linköpings universitet 2014.

 2014-09-26

Forskare