一种多路实时全景视频拼接系统的设计与实现

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1、分类号：TP39密级：公开UDC：4.2编号：S2016-709-02中国舰船研究院硕士学位论文一种多路实时全景视频拼接系统的设计与实现作者：陈张新指导老师：熊庭刚研究员学科专业：计算机系统结构武汉数字工程研究所二○一六年四月分类号TP39密级公开UDC4.3编号S2016-709-02硕士学位论文一种多路实时全景视频拼接系统的设计与实现DesignandImplementationofaMulti-channelReal-timepanoramicVideoStichingSystem指导教师姓名：熊庭刚职称：研究员学位申请人姓名：陈张新申请学位级别：硕士专业名称：计算机系统结构研究方向

2、：全景视频拼接处理论文提交时间：二○一六年四月培养单位：武汉数字工程研究所学位授予单位：中国舰船研究院学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文所有研究工作，均在导师指导下由作者本人独立完成。引用的有关观点、方法、数据和文献已在论文中注明，并与参考文献对应。除论文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其它个人或集体已经公开发表的研究成果。对本文研究作出任何贡献的个人和集体，均已在论文中以明确方式注明并表示感谢。学位论文作者签名：日期：年月日摘要为解决单个摄像头在获取场景时存在的视野宽度不够的问题，视频拼接技术应运而生。这种技术可以将目标物体四周的场景进行无盲区显示，进而填补特定场所大范围、无盲

3、区监控的市场空缺，可以预见，全景视频拼接系统在车(舰)载监控、公共场所安全监控、智能交通、全景地图绘制等军用和民用领域必将有着广泛的应用前景。为提高全景视频拼接系统的运算效率和资源利用率，有效的解决视频拼接的实时性问题，提出了一种改进的全景视频拼接系统的硬件构架，介绍了这种构架的硬件平台及环境搭建过程。针对视频拼接过程中的核心步骤，分别介绍了几种常用的算法，包括基于初始值法和基于特征点法的图像配准算法，基于最优缝合线法和基于拉普拉斯金字塔法的图像融合算法，并分析了它们之间在不同环境下的优点和缺点。最后描述整个视频拼接系统的设计与实现，其中包括基于DM8168实现的视频拼接算法的设计与优化，

4、PCIe驱动程序设计，全景视频拼接系统的具体实现方法。在视频拼接算法的优化中，分别就实时性、配准精度以及视差等问题进行了研究与讨论。提出了一种基于SURF（SpeededUpRobustFeature）的特征点提取算法的改进算法，提高视频数据处理速度和配准精度；采用一种基于最优缝合线的多分辨率图像融合方法，解决视差而产生的匹配问题。为适应大量数据的实时传输，PCIe驱动程序利用EDMA实现搬运数据，使数据的传输速度达到图像数据实时处理的要求。基于所设计的全景视频拼接架构，对优化前和优化后的算法，进行了实验。优化后的算法在拼接效率和拼接效果上均有了明显的提高。此外，将拼接后的图像与原始图像进

5、行对比，实验结果表明，算法具有较低的拼接延时，基本可以保持同步显示。拼接后整个视频的显示效果非常流畅，可以很好地满足监控市场的要求。关键字：全景视频拼接；图像融合；SURF算法；DM8168IABSTRACTInordertosolvetheproblemofinsufficientwidthofthefieldofviewcamerawhenyougetsinglesceneexisted,videosplicingtechnologywasputforward.Thistechniquecanbeusedtodisplaythetargetobjectaroundthescenewit

6、houtblindzone.andthentofillawiderangeofsite-specific,noblindspotmonitoringmarketvacancy.Wecanforesee,panoramicvideodisplaysystemwillbewidelyusedinthevehicle(ship)overloadmonitoring,securitysurveillanceinpublicplaces,intelligenttransportation,panoramicmappingandothermilitaryandcivilianfields.Thispa

7、perintroducesanimprovedpanoramicvideosplicingsystemarchitectures,thisarchitectureisusedtosolvereal-timevideosplicing,sinceoperationefficiencyandimproveresourceutilization,hasanaturaladvantage,andanalyzesthisarchi