視頻后期減震處理的應(yīng)用研究

柯斌

摘要：多軸無人機(jī)航拍和手持拍攝的視頻不可避免的會產(chǎn)生畫面抖動，Mercalli軟件針對視頻的低頻震動進(jìn)行后期減震處理，以最大程度的獲得理想、穩(wěn)定的視頻畫面。

關(guān)鍵詞：視頻；后期減震；Mercalli

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）28-0227-02

Abstract： Multi-axis UAV aerial video and hand-held video capture will inevitably make image jitter， "Mercalli" is a professional software of reducing video vibration especially to the low frequency vibration ， so as to obtain the ideal and stable video.

Key words： video； vibrate processing； Mercalli

近年來，多軸無人機(jī)在影視航拍中的運(yùn)用越來越普及，航拍鏡頭因其特殊的視角和復(fù)雜、流暢的運(yùn)動畫面效果得到很多影視制作者的青睞，但是高清視頻對鏡頭畫面的震動比較敏感，機(jī)震是影響航拍視頻質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一，于是減震技術(shù)成為多軸無人機(jī)航拍應(yīng)用的瓶頸。另外，一些因沒有三腳架或影像穩(wěn)定器而手持拍攝的視頻也會產(chǎn)生畫面的抖動、不穩(wěn)定，導(dǎo)致素材的不可用。因此在前期拍攝已經(jīng)完成的情況下，后期減震成為降低畫面抖動的唯一途徑，它可以通過軟件來實(shí)現(xiàn)視頻減震處理，可以在一定程度上改善視頻的質(zhì)量，甚至變“廢”為寶。

Mercalli 3.0是一款專門的視頻減震處理軟件，界面如圖1所示，左邊是視頻畫面播放區(qū)域，下面是震動曲線分析區(qū)，上面和右邊是參數(shù)調(diào)節(jié)區(qū)域。軟件操作簡單，處理流程主要有導(dǎo)入素材、震動分析、設(shè)置減震參數(shù)、輸出視頻共四個步驟。文章以Mercalli 3.0為例，從視頻前期拍攝的畫面震動分析、減震原理、參數(shù)設(shè)置三個方面進(jìn)行闡述：

1 視頻前期拍攝的畫面震動分析

1.1 視頻震動原因

視頻震動根據(jù)拍攝器材和方法主要有兩種情況：一、多軸無人機(jī)航拍的震源主要來自電機(jī)和螺旋槳高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的低頻、高頻震動，經(jīng)由機(jī)臂、機(jī)身、懸掛系統(tǒng)、云臺傳遞到攝影機(jī)，其中低頻震動會直接導(dǎo)致畫面邊框的震動從而引起構(gòu)圖的抖動、不穩(wěn)定。低頻震動可以通過后期減震進(jìn)行改善，而高頻震動產(chǎn)生的果凍效應(yīng)造成的畫面內(nèi)部抖動、扭曲、傾斜是不可逆的，無法通過軟件后期修復(fù)改善的，必須在前期控制好，盡量消除高頻震動；二、手持拍攝的視頻抖動的原因在于攝影師本身，即使攝影師站立不動，心臟的跳動也會把震動傳遞到攝影機(jī)上面從而導(dǎo)致構(gòu)圖的不穩(wěn)定，如果是運(yùn)動鏡頭，那么抖動將會更嚴(yán)重，必須通過后期減震處理才能使用。

1.2 視頻震動分析

Mercalli 3.0可以分析出素材在各個方向和操作上的震動情況，共有六個參數(shù)：Horizontal shift（水平移動）、Vertical shift（垂直移動）、Roll（橫滾）、Zoom（變焦）、Pan（搖攝）、Tilt（傾斜）。如圖2、3所示，從震動曲線的波動可以分析出，不論是航拍視頻還是手持拍攝視頻，畫面的抖動主要是前兩項參數(shù)即水平、垂直方向的抖動， Roll、Zoom、Pan、Tilt四個方向基本沒有波動，與前兩項相比基本可以忽略。不同的是，航拍鏡頭前兩項參數(shù)震動比較有規(guī)律且幅度較小，后四項參數(shù)因航拍云臺系統(tǒng)的自動補(bǔ)償而基本接近直線很少震動；而手持拍攝的鏡頭前兩項參數(shù)震動較不規(guī)律且幅度較大，是攝影師身體抖動的間接體現(xiàn)，后四項參數(shù)有輕微抖動，但也可以忽略不計。

2 Mercalli減震原理

Mercalli 3.0減震原理是通過分析畫面的邊框抖動進(jìn)行逆向補(bǔ)償對邊框畫面進(jìn)行裁切來增強(qiáng)邊框的穩(wěn)定性從而間接降低畫面抖動，簡單來說就是通過裁切來穩(wěn)定畫面的四個邊框，產(chǎn)生構(gòu)圖穩(wěn)定的效果。對于運(yùn)動鏡頭而言，軟件通過算法可以計算出鏡頭運(yùn)動的方向和速度，排除震動因素的影響產(chǎn)生相對應(yīng)的邊框運(yùn)動來保證運(yùn)動的流暢性。當(dāng)然后期減震也有缺點(diǎn)，因為裁切邊框畫面產(chǎn)生插值像素，在某種程度上會降低原始素材的分辨率，過多的裁切會導(dǎo)致素材的不可用，一般來說，鏡頭震動越大圖像質(zhì)量損失越大，鏡頭運(yùn)動越多圖像質(zhì)量損失也越大。因此要把握減震的度，在保證畫質(zhì)的情況下盡最大可能進(jìn)行減震處理。另外在拍攝中盡量不要把主體安排在邊框位置附近以免后期裁切造成缺失。

3 Mercalli參數(shù)設(shè)置

參數(shù)設(shè)置可以影響到減震的效果及畫面分辨率的損失率。下面就兩個關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行分析：

3.1 Avoid Border

此參數(shù)是用來對邊框畫面邊框進(jìn)行裁切來增強(qiáng)畫面邊框的穩(wěn)定性，數(shù)值0-80，在實(shí)際使用中可以在設(shè)置30-60的區(qū)間值，值太小起不到穩(wěn)定作用，值太大會造成裁切太多使像素放大圖像質(zhì)量越差，所以要根據(jù)不同的素材調(diào)試出最佳值，既要起到減震穩(wěn)定的效果，又要使圖像質(zhì)量控制在可以接受的范圍內(nèi)。

3.2 Pan Shot Smoothing

此參數(shù)是用來對鏡頭搖攝運(yùn)動產(chǎn)生的震動進(jìn)行邊框補(bǔ)償裁切，從而保證鏡頭運(yùn)動的流暢性，數(shù)值0-100，在實(shí)際使用中可以設(shè)置在40-80的區(qū)間值，值太小畫面不夠流暢，值太大同樣會造成裁切太多使像素放大圖像質(zhì)量越差，所以要根據(jù)每一個鏡頭調(diào)試出最佳值，既要是鏡頭運(yùn)動流暢，又要使圖像質(zhì)量控制在可以接受的范圍內(nèi)。在前期的拍攝中，應(yīng)盡量控制好鏡頭運(yùn)動的方向，保持勻速運(yùn)動，以便后期處理，提高鏡頭的利用率。

4 結(jié)束語

總的來說，前期減震是從根本上減小、避免震動，軟件后期減震是對拍攝后素材某種程度的優(yōu)化處理，是對前期減震的補(bǔ)充，兩者相互結(jié)合才能達(dá)到最佳減震效果。在實(shí)際的航拍實(shí)踐中，需要從各個方面逐一入手，在前期就把每一個相關(guān)因素的影響降到最低，根據(jù)不同的航拍項目把飛行器調(diào)試到最佳的飛行狀態(tài)，以及飛手、云臺手不斷的磨合練習(xí)、積累經(jīng)驗，然后運(yùn)用軟件進(jìn)行后期優(yōu)化，最后制作出優(yōu)秀的高清航拍鏡頭，為影視作品增添更多的魅力。在沒有輔助器材手持拍攝的情況下，攝影師應(yīng)該勤加練習(xí)，控制身體的抖動，尤其是運(yùn)動鏡頭的拍攝，盡可能減小前期抖動，為后期減震留下更好的處理空間。

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[4] 5iMX.這篇文章，讓你了解多旋翼航拍的果凍效應(yīng)+后期怎么防抖處理[EB/OL]. http：//bbs.5imx.com/forum.php？mod=viewthread&tid=1028012，2015-1-5.endprint