【摘要】：隨著城市化進(jìn)程的加快,城市環(huán)境日趨復(fù)雜,監(jiān)控設(shè)備開始越來越多的出現(xiàn)在人們的生活中。監(jiān)控中心每天都有海量的視頻數(shù)據(jù)需要展示、分析和存儲(chǔ)。如果可以通過共同區(qū)域?qū)崿F(xiàn)相鄰監(jiān)控視頻的拼接,不僅可以方便監(jiān)控視頻的實(shí)時(shí)有效展示,同時(shí)也可以降低視頻存儲(chǔ)以及網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)拇鷥r(jià)。目前現(xiàn)有的工作主要針對(duì)圖像拼接問題,對(duì)于實(shí)時(shí)視頻拼接的研究較少。本文提出了一種基于連續(xù)視頻幀間關(guān)系的實(shí)時(shí)視頻拼接方法。對(duì)于視頻首幀,采用傳統(tǒng)的配準(zhǔn)方式,分別對(duì)圖像進(jìn)行特征提取和匹配,求解出圖像間的變換矩陣。對(duì)于后續(xù)視頻幀,計(jì)算每段視頻的幀間關(guān)系矩陣,結(jié)合上一步中計(jì)算結(jié)果,對(duì)當(dāng)前變換矩陣進(jìn)行求解。在此過程中引入了 GPU并行技術(shù),對(duì)特征提取流程進(jìn)行加速,并對(duì)RANSAC算法進(jìn)行了優(yōu)化。之后,采用多分辨率融合法,實(shí)現(xiàn)了圖像間的無縫縫合。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,本拼接算法可以很好的實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)視頻的拼接任務(wù),拼接后視頻無明顯卡頓,并能保證良好的拼接質(zhì)量。
【圖文】：

圖像拼接的主要內(nèi)容，是對(duì)待拼接圖像的重疊區(qū)域進(jìn)行分析，通過適當(dāng)?shù)姆藉义戏ù_定其對(duì)應(yīng)部分間的映射關(guān)系，然后對(duì)重合的部分進(jìn)行融合，得到拼接圖像。逡逑目前主流的圖像的拼接方法一般包含圖２－１所示流程：圖像采集、圖像預(yù)處理、逡逑圖像配準(zhǔn)、圖像變換以及圖像融合［１３＾邐逡逑圖像獲取逡逑圖像預(yù)處理逡逑圖像配準(zhǔn)逡逑投影逡逑圖像融合逡逑生成全景圖逡逑圖２－１圖像拼接一般流程逡逑２．１視頻圖像的采集和預(yù)處理逡逑圖像序列的獲取是整個(gè)拼接流程的開始，其獲取的途徑有很多，不同的圖像逡逑獲取方式會(huì)得到不同的源圖像，從而決定了后續(xù)流程中所采取的方法。因此需要逡逑根據(jù)不同的應(yīng)用需求，選擇合理的獲取方式。本文中的實(shí)時(shí)視頻來源于在線的監(jiān)逡逑控?cái)z像頭，圖像攝像頭采集轉(zhuǎn)發(fā)，通過網(wǎng)絡(luò)到達(dá)計(jì)算機(jī)等待下一步的處理，具體逡逑的攝像頭布置會(huì)在第五章中做出描述。逡逑在采集圖像的過程中，會(huì)受到攝像設(shè)備以及拍攝環(huán)境的影響，使得獲得的圖逡逑像信息摻雜著種類繁多的噪聲［１４］。圖像的預(yù)處理就是在圖像處理之前對(duì)其進(jìn)行亮逡逑度均衡、去噪、幾何校正等基本操作，簡(jiǎn)單的對(duì)這些噪聲進(jìn)行過濾，從而提高圖逡逑像配準(zhǔn)的準(zhǔn)確率，以保證圖像拼接的質(zhì)量。逡逑５逡逑

圖像處理的本質(zhì)是大規(guī)模的矩陣運(yùn)算，十分適合進(jìn)行并行計(jì)算。而通常情況逡逑下，程序的計(jì)算工作都是由ＣＰＵ來完成的。而因?yàn)樵O(shè)計(jì)初衷和架構(gòu)等方面的原逡逑因，ＣＰＵ在并行處理方面并不具有優(yōu)勢(shì)。圖２－３所示為ＣＰＵ與ＧＰＵ架構(gòu)對(duì)比示逡逑意圖。逡逑Ｃｏｎｔｒｏｌ邐ＡＬＵ邋ＡＬＵ邐＿逡逑ＡＬＵ邋ＡＬＵ逡逑邐邐逡逑Ｉ邋，逡逑ｉ邋……ｉ邋：邋－邐ｊ邋……ｊ．．邋邋邋ｉ邋ｉ邋．＇逡逑ＤＲＡＭ逡逑ＣＰＵ邐ＧＰＵ逡逑圖２－３邋ＣＰＵ與ＧＰＵ架構(gòu)對(duì)比示意圖逡逑ＣＰＵ作為整個(gè)計(jì)算機(jī)的中央處理器，其主要任務(wù)是應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜的運(yùn)算，逡逑保證運(yùn)行指令和系統(tǒng)數(shù)據(jù)能夠及時(shí)分配到對(duì)應(yīng)的執(zhí)行單元，因此通常通過增加緩逡逑存來增加ＣＰＵ的分支預(yù)測(cè)以及邏輯控制能力。雖然如今普通ＰＣ都配備了多核逡逑ＣＰＵ，但在單一時(shí)鐘周期內(nèi)ＣＰＵ的每個(gè)核心只能處理一條線程指令。換句話說，逡逑ＣＰＵ所涉及的并行計(jì)算一般為指令級(jí)的，，并不適合用來進(jìn)行純粹的數(shù)據(jù)并行計(jì)逡逑算。與此相反，ＧＰＵ自從誕生以來，主要負(fù)責(zé)的是計(jì)算機(jī)圖形渲染的相關(guān)工作，逡逑此類工作對(duì)于設(shè)備的并行性有較高的要求。因此為了提高處理能力和存儲(chǔ)器帶寬，逡逑１３逡逑
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP391.41

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本文編號(hào)：2561179