微软Hyperlapse技术：让第一人称摄像稳定而流畅

编者按：GoPro等第一人称摄像设备已经几乎成为了极限运动者的标配，但拍摄过程中的抖动常会让画面非常糟糕。微软Hyperlapse技术实现了将第一人称录像转化成稳定而流畅的视频。该成果的论文已发表在SIGGRAPH
2014大会。

微软研究院研究员Johannes
Kopf头戴GoPro在攀登舒克桑山（Mount
Shuksan）

可以头戴的GoPro、iON这些第一人称摄像设备如今几乎成为了极限运动者的标配，无论是远足、登山还是漂流，一段从第一人称视角出发记录下主人公全程见闻的录像都会是日后弥足珍贵的回忆。但是，由于行进过程无可避免中的跑动和攀爬，有时剧烈抖动的画面就会令观看者顿时兴致全无。更糟糕的是当你想把全过程的视频快进，以免视频太过冗长让人失去兴趣时，抖动却会被进一步放大。

有类似苦恼的，还有微软研究院研究员Johannes
Kopf。Johannes是一名登山爱好者，一直想和朋友们分享自己从大本营出发到登顶的全过程。但当他试图将用GoPro拍摄下的录像快进浓缩成较短的视频时，他意识到自己想要和朋友们分享的愿望要落空了，因为市面上没有一种修复抖动的软件能让抖动的画面稳定下来。传统的抖动修复技术是将画面边缘的像素删除，来使得前后画面连贯起来。但面对第一人称的头戴式录像，晃动使得画面发生跳跃，要得到可以观看的视频就需要全新的解决思路。

于是Johannes与微软交互视觉媒体组（Interactive
Visual Media
Group）合作，开始了名为“Hyperlapse”的全新技术的研发，它能将抖动的第一人称录像转化成具有延时摄影效果、且稳定而流畅的视频。效果请见演示视频：

Johannes和同事们采取的方法是，首先根据原始视频，通过算法还原相机在拍摄过程中的运动轨迹，以及相机相对于每一帧画面中物体的距离和角度。接着，优化并模拟出一条相比原来更顺滑的相机运动轨迹，并从原始视频中抓取、拼接像素来重建在这条新轨迹下的场景，从而输出一段延时摄影效果的稳定、流畅的视频。

相机运动路径的还原与重构

日前，该项成果的论文已经被在温哥华召开的SIGGRAPH
2014接受。SIGGRAPH是由ACM
SIGGRAPH（美国计算机协会计算机图形专业组）主办的计算机图形与交互技术年度顶级会议。下面的视频更详细地介绍了背后的技术原理：

Johannes表示这绝不是这项技术的终点。他和同事们已经设计了一系列新算法来让加快渲染新视频的过程和减轻对计算机运算能力的负荷，最终他们计划将这项技术产品化，将其以Windows
应用的形式呈现给普通用户。

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相关阅读：

Hyperlapse: Technology that
can dramatically smooth motion in first-person
videos

微软研究院在2014年SIGGRAPH的成果展示

2014年SIGGRAPH官方网站

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