一種基于固定位置的全景視頻圖像生成裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種基于固定位置的全景視頻圖像生成裝置，包括多個攝像頭和視頻處理拼接模塊，所述視頻處理拼接模塊用于將視頻圖像進行處理后拼接，生成全景視頻圖像；所述視頻處理拼接模塊通過基于圖像映射方法將多個攝像頭的視頻圖像拼接成全景視頻圖像。本發明專利技術的基于固定位置的全景視頻圖像生成裝置對硬件設備要求低，過程簡單易行，采用的攝像頭較少，成本低；同時，圖像拼接時采用查找圖像映射表的方式，而圖像映射表僅需計算輸出一次，圖像拼接的計算量少、實時性好，其實用性較強。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于數字圖像相關領域，涉及一種基于固定位置的全景視頻圖像生成裝置。
技術介紹
現有攝像機全景拼接圖像大多為非實時圖像，攝像機采用的用于全景拼接的多幅圖像非同一時刻采集獲得，這樣采集到的圖像在進行圖像拼接處理后的效果不好，且現有攝像機無法進行360度的全景拍攝。同時，現有的全景拼接攝像機采用非廣角鏡頭，為實現全景拍攝采用的鏡頭較多，且在圖像拼接過程中，常用的方法是提取各圖像中的特征點，然后進行特征點匹配，利用特征點匹配對計算變換矩陣，從而將各畫面映射到全景圖像上。實際應用中，在實時拼接多路視頻時，可能因為找不到足夠的特征點匹配對而導致拼接失敗。同時，這種實時特征點匹配拼接方法計算量大，對硬件設備要求較高，且拼接效果受限。此外，過多的鏡頭也會導致成本的上升，不便于應用推廣。因此，需要一種新的全景視頻圖像生成裝置以解決上述問題。
技術實現思路
專利技術目的：本專利技術針對現有技術的缺陷，提供一種能夠實時顯示360度全景圖像的基于固定位置的全景視頻圖像生成裝置。
技術實現思路
：為解決上述技術問題，本專利技術的基于固定位置的全景視頻圖像生成裝置采用的技術方案為：一種基于固定位置的全景視頻圖像生成裝置，包括多個攝像頭和視頻處理拼接模塊；所述視頻處理拼接模塊用于將視頻圖像進行處理后拼接，生成全景視頻圖像；所述視頻處理拼接模塊通過基于圖像映射方法將多個攝像頭的視頻圖像拼接成全景視頻圖像；所述基于圖像映射方法包括以下步驟：1)、對攝像頭進行標定并計算攝像頭的畸變參數，其中，畸變參數包括徑向畸變系數和切向畸變系數；2)、根據步驟1)得到的攝像頭的畸變參數，分別對每臺攝像頭拍攝的原始圖像進行畸變矯正，得到畸變矯正后的圖像，其中，原始圖像坐標和畸變矯正后的圖像坐標的關系為：其中，(x’，y’)為原始圖像坐標，(x，y)為畸變矯正后的圖像坐標，r2＝x2+y2；k1，k2和k3為徑向畸變系數，p1和p2為切向畸變系數；3)、獲取攝像頭之間的映射關系表；4)、根據所述映射關系表對各攝像頭拍攝的圖像進行映射變換，生成全景圖像。更進一步的，步驟3)中所述圖像映射關系表的獲取方法包括以下步驟：一、固定好各攝像頭位置后，提取各攝像頭拍攝于同一時刻的圖像；二、提取相鄰攝像頭拍攝圖像中各重疊區域的特征點；三、根據各重疊區域的特征點確定各相鄰攝像頭之間的映射關系，并將相鄰攝像頭的圖像進行拼接；四、顯示拼接后的全景圖像，如果拼接效果完整，則輸出各攝像頭之間的映射關系，獲得圖像映射關系表；如果拼接效果不完整，則重復步驟一-步驟四。更進一步的，所述攝像頭包括前視攝像頭、后視攝像頭、左視攝像頭和右視攝像頭，所述前視攝像頭、后視攝像頭、左視攝像頭和右視攝像頭分別設置在攝像頭底座的前方、后方、左側和右側。更進一步的，相鄰攝像頭的圖像之間均具有重疊區域。更進一步的，所述攝像頭均勻分布在攝像頭底座的四周。更進一步的，所述攝像頭為廣角魚眼鏡頭，可視角度為180度。更進一步的，所述攝像頭的數量為四個。更進一步的，還包括電源模塊、視頻編碼壓縮模塊、全景視頻顯示模塊和視頻存儲模塊，所述全景視頻顯示模塊用于顯示全景視頻圖像；所述視頻存儲模塊用于存儲全景視頻圖像；所述視頻編碼壓縮模塊用于將全景視頻圖像進行編碼壓縮，并傳輸至所述全景視頻顯示模塊和存儲模塊；所述電源模塊為所述攝像頭、視頻圖像處理拼接模塊、視頻編碼壓縮模塊、全景視頻顯示模塊和視頻存儲模塊進行供電。更進一步的，還包括數字信號處理平臺，數字信號處理平臺包括第一FPGA芯片、第二FPGA芯片、ADC芯片、DAC芯片、第一SRAM存儲器、第二SRAM存儲器和PCI橋接芯片，所述第一FPGA芯片雙向連通所述第二FPGA芯片，所述第一FPGA芯片和第二FPGA芯片之間設置有參考時鐘和晶振；所述第一FPGA芯片和第二FPGA芯片分別雙向連通第一SRAM存儲器和第二SRAM存儲器，DA接口通過ADC芯片單向連通所述第一FPGA芯片，所述第一FPGA芯片通過DAC芯片連通AD接口；其中，接口電路包括J1接口、J2接口、J3接口、J4接口和J5接口，所述第一FPGA芯片通過所述PCI橋接芯片雙向連通J1接口，所述第一FPGA芯片通過第一驅動電路單向連通J3接口；所述第二FPGA芯片通過第二驅動電路單向連通J3接口和J4接口，J4接口通過第三驅動電路單向連通所述第二FPGA芯片。本專利技術的數字信號處理平臺可以實現大范圍的延遲，同時實現了ADC芯片采樣后的數據快速送給DAC芯片輸出，也改善了散熱不足的問題。更進一步的，所述第一FPGA芯片和第二FPGA芯片的型號均為XC5VSX95T，所述第一FPGA芯片通過FPGA間斷高速數字接口連接所述第二FPGA芯片，所述第一SRAM存儲器和第二SRAM存儲器的型號均為CY7C1514KV18，所述DAC芯片為MD652D芯片，所述ADC芯片為ADC083000芯片，還包括穩壓芯片，所述穩壓芯片為數字信號處理平臺供電。有益效果：本專利技術的基于固定位置的全景視頻圖像生成裝置對硬件設備要求低，過程簡單易行，采用的攝像頭較少，成本低；同時，圖像拼接時采用查找圖像映射表的方式，而圖像映射表僅需計算輸出一次，圖像拼接的計算量少、實時性好，其實用性較強。附圖說明圖1為本專利技術的基于固定位置的全景視頻圖像生成裝置的結構示意圖；圖2是實施例1的廣角攝像頭安裝位置示意圖；圖3是本專利技術采用的視頻圖像拼接流程圖；圖4是本專利技術的圖像映射表具體生成流程圖；圖5為本專利技術的數字信號處理平臺的結構示意圖。具體實施方式下面結合附圖和具體實施例，進一步闡明本專利技術，應理解這些實施例僅用于說明本專利技術而不用于限制本專利技術的范圍，在閱讀了本專利技術之后，本領域技術人員對本專利技術的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。實施例1:如圖1所示，電源模塊分別給四個廣角攝像頭、視頻圖像處理拼接模塊、視頻編碼壓縮模塊、全景視頻顯示模塊和視頻存儲模塊進行供電。四個廣角攝像頭用于采集視頻圖像，并傳輸給視頻圖像處理拼接模塊。視頻圖像處理拼接模塊首先對四路視頻圖像進行拼接處理，再對拼接后的全景圖像進行融合和曝光處理，以消除拼接縫、亮度差和色差，并將處理后的全景圖像傳輸給視頻編碼壓縮模塊。視頻編碼壓縮模塊則根據H.264標準對視頻圖像進行編碼壓縮，并采用千兆網口對編碼壓縮后的全景視頻圖像進行傳輸，傳輸至全景視頻顯示模塊和視頻存儲模塊。全景視頻顯示模塊根據視頻編碼壓縮模塊傳輸的全景視頻信息進行相應的視頻圖像實時顯示；視頻存儲模塊則對傳輸過來的全景視頻信息進行實時存儲。其中，請參閱圖3所示，基于圖像映射方法包括以下步驟：步驟1：在本實例中采用四個攝像頭Ci，其中，i＝1,2,3,4為攝像頭的編號。攝像頭安裝位置和拍攝區域如圖2所示，要求各相鄰攝像機之間應具有一定的重本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于固定位置的全景視頻圖像生成裝置，其特征在于：包括多個攝像頭和視頻處理拼接模塊；所述視頻處理拼接模塊用于將視頻圖像進行處理后拼接，生成全景視頻圖像；所述視頻處理拼接模塊通過基于圖像映射方法將多個攝像頭的視頻圖像拼接成全景視頻圖像；所述基于圖像映射方法包括以下步驟：1)、對攝像頭進行標定并計算攝像頭的畸變參數，其中，畸變參數包括徑向畸變系數和切向畸變系數；2)、根據步驟1)得到的攝像頭的畸變參數，分別對每臺攝像頭拍攝的原始圖像進行畸變矯正，得到畸變矯正后的圖像，其中，原始圖像坐標和畸變矯正后的圖像坐標的關系為：x′=x(1+k1r2+k2r4)+2p1xy+p2(r2+2x2)y′=y(1+k1r2+k2r4)+2p2xy+p1(r2+2y2)]]>其中，(x’，y’)為原始圖像坐標，(x，y)為畸變矯正后的圖像坐標，r2＝x2+y2；k1，k2和k3為徑向畸變系數，p1和p2為切向畸變系數；3)、獲取攝像頭之間的映射關系表；4)、根據所述映射關系表對各攝像頭拍攝的圖像進行映射變換，生成全景圖像。

【技術特征摘要】
1.一種基于固定位置的全景視頻圖像生成裝置，其特征在于：包括多個攝像頭
和視頻處理拼接模塊；
所述視頻處理拼接模塊用于將視頻圖像進行處理后拼接，生成全景視頻圖
像；所述視頻處理拼接模塊通過基于圖像映射方法將多個攝像頭的視頻圖像拼接
成全景視頻圖像；
所述基于圖像映射方法包括以下步驟：
1)、對攝像頭進行標定并計算攝像頭的畸變參數，其中，畸變參數包括徑向畸變
系數和切向畸變系數；
2)、根據步驟1)得到的攝像頭的畸變參數，分別對每臺攝像頭拍攝的原始圖像
進行畸變矯正，得到畸變矯正后的圖像，其中，原始圖像坐標和畸變矯正后的圖
像坐標的關系為：
x′=x(1+k1r2+k2r4)+2p1xy+p2(r2+2x2)y′=y(1+k1r2+k2r4)+2p2xy+p1(r2+2y2)]]>其中，(x’，y’)為原始圖像坐標，(x，y)為畸變矯正后的圖像坐標，r2＝x2+y2；
k1，k2和k3為徑向畸變系數，p1和p2為切向畸變系數；
3)、獲取攝像頭之間的映射關系表；
4)、根據所述映射關系表對各攝像頭拍攝的圖像進行映射變換，生成全景圖像。
2.如權利要求書1所述的基于固定位置的全景視頻圖像生成裝置，其特征在于：
步驟3)中所述圖像映射關系表的獲取方法包括以下步驟：
一、固定好各攝像頭位置后，提取各攝像頭拍攝于同一時刻的圖像；
二、提取相鄰攝像頭拍攝圖像中各重疊區域的特征點；
三、根據各重疊區域的特征點確定各相鄰攝像頭之間的映射關系，并將相鄰攝像
頭的圖像進行拼接；
四、顯示拼接后的全景圖像，如果拼接效果完整，則輸出各攝像頭之間的映射關
系，獲得圖像映射關系表；如果拼接效果不完整，則重復步驟一-步驟四。
3.如權利要求1所述的基于固定位置的全景視頻圖像生成裝置，其特征在于：所
述攝像頭包括前視攝像頭、后視攝像頭、左視攝像頭和右視攝像頭，所述前視攝
像頭、后視攝像頭、左視攝像頭和右視攝像頭分別設置在攝像頭底座的前方、后

\t方、左側和右側。
4.如權利要求1所述的基于固定位置的全景視頻圖像生成裝置，其特征在于：相
鄰攝像頭的圖像之間均具有重疊區域。
5.如權利要求書1所述的基于固定位置的全景視頻圖像生成裝置，其特征在于：
所述攝像頭均勻分布在攝像頭底座的四周。
...

【專利技術屬性】
技術研發人員：沈峘，
申請(專利權)人：南京泓眾電子科技有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32