矿井车载摄像系统在成像过程中极易受到外部环境和载体振动的影响,使得获取的视频图像序列不稳定,这种不稳定的视频极大的影响了矿区的安全生产、后续的图像处理(如目标检测和跟踪等)、事故后的报布情况以及及时报警和联动处理等,因此,提高图像的稳定性对于矿区安全高效生产具有重要意义。电子稳像技术通过图像处理的方法达到对视频进行稳定的目的,由于其具有精确度高、体积小等优势得到了广泛的应用,但目前仍未有一种通用的电子稳像算法。本文通过对电子稳像技术中运动估计、运动滤波以及运动补偿这三个模块的主流实现算法进行分析研究后,在灰度投影算法的基础上,提出了适合矿井车载系统的电子稳像算法。本文研究内容如下:运动估计阶段,针对灰度投影算法在处理对比度低、含有前景运动物体的图像不佳的问题,本文提出了一种基于多分辨灰度投影的运动估计方法。该算法首先通过直方图均衡化对图像进行预处理,减小图像灰度值单一对比度差对算法的影响,然后通过多分辨率分层及基于二分查找法的搜索方法减小计算量的同时,又通过分块统计最多样本法解决了局部运动物体对全局运动矢量影响的问题。运动滤波和运动补偿阶段,针对传统粒子滤波计算量大、耗时长的缺点,本文提出了基于估计窗实时粒子滤波的运动滤波算法,该算法通过引入估计窗的概念,首先将粒子集划分为与窗口内观测值个数相同的子集,每个子集内粒子数由权值确定,然后对每一个粒子子集进行粒子滤波运算,最后将获取的结果进行加权处理获得最终的估计。对于滤波后获取的运动参数,通过改进的自适应相邻帧方法实现运动补偿。实验结果表明,本文算法一方面在保证算法精度的同时降低了运算时间,另一方面解决了图像对比度低及局部运动物体对算法精度影响的问题,而且能够实现长时间稳定稳像。