面向FPGA的多路高清视频拼接算法

【摘要】：视频拼接技术已经成为计算机视觉、模式识别、安防监控、战场信息感知等领域的重要组成部分。视频拼接质量的高低,能够直接影响目标检测与识别、分析与决策等后续处理工作。视频拼接过程涉及视频配准、视频融合等多方面内容。由于高清视频具有数据量大、处理复杂、实时性要求更高等特点,因此拼接研究过程中面临海量数据存储以及大规模数据处理、分析和挖掘等一系列具有挑战性的问题,目前相关研究成果和实际应用系统都相对较少。FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)是实现视频拼接的理想硬件平台,因此本文研究和提出了一种面向FPGA的新型多路高清视频拼接算法,主要研究内容包括以下几个方面:1.设计和实现了一种新型的基于特征点离散化和预筛选的改进RANSAC算法,使特征点分布更加均匀,并利用特征点自身信息滤除误匹配点,与传统的RANSAC算法相比能够进一步提高配准速度和精度;2.提出了一种基于FPGA的查找表方法,设计了用于视频配准的小数查找表,能够克服传统方法算法复杂和计算量大的问题,有效提高多路视频配准的实时性能;3.提出了一种面向FPGA的基于改进动态规划算法的两阶段缝合线搜索方法,并对算法参数进行了分析,提高了视频融合中缝合线搜索的精度和速度;4.针对视频重叠区域出现的运动目标,提出了一种面向FPGA的基于差异区域(Region of Difference,ROD)的缝合线局部调整算法,能够实时调整缝合线避开运动物体,提高视频融合效果;5.设计了基于FPGA的多路高清视频拼接系统架构,分析了各模块的FPGA实现方法。通过与传统算法进行对比实验,验证了所提出方法的效果与性能。
【关键词】：视频拼接 FPGA 改进RANSAC算法 查找表 缝合线搜索 缝合线局部调整
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TP391.41