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基于LUT的多目機(jī)場(chǎng)視頻實(shí)時(shí)拼接算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)安全 12期

張興超，陳賢富

(中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 微電子學(xué)院，安徽合肥230027)

摘要： 針對(duì)機(jī)場(chǎng)中多路實(shí)時(shí)視頻信號(hào)的情況，開展了8路視頻實(shí)時(shí)全景拼接的算法研究工作，基本完成了8路視頻實(shí)時(shí)全景拼接算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。首先，借助現(xiàn)有全景圖片合成軟件，完成了圖像配準(zhǔn)，即找出每路視頻圖像到全景圖的像素坐標(biāo)映射關(guān)系；完成圖像配準(zhǔn)之后，根據(jù)像素坐標(biāo)映射關(guān)系建立查找表，利用查找表，同時(shí)使用OpenMP多核并行加速，完成視頻每一幀的實(shí)時(shí)拼接。相鄰兩路視頻之間的重疊區(qū)域使用線性融合的方法進(jìn)行融合。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該研究方法可完成8路960×540分辨率視頻的實(shí)時(shí)全景拼接，得到無明顯畸變?nèi)爱嬅妗?

關(guān)鍵詞： 機(jī)場(chǎng)監(jiān)控多目視頻查找表視頻實(shí)時(shí)拼接

中圖分類號(hào)： TP317.4
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
DOI： 10.19358/j.issn.2096-5133.2021.12.007
引用格式：張興超，陳賢富. 基于LUT的多目機(jī)場(chǎng)視頻實(shí)時(shí)拼接算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)安全，2021，40(12)：40-44.

Design and implementation of multi-eye airport video panoramic stitching algorithm based on LUT

Zhang Xingchao，Chen Xianfu

(School of Microelectronics，University of Science and Technology of China，Hefei 230027，China)

Abstract： According to the situation of multi-channel real-time video signal in the airport, this paper conducts the algorithm research of 8-channel video panoramic stitching, and basically realizes the system of 8-channel video real-time panoramic stitching. Firstly, with the help of the existing panoramic image stitching software, image registration which means finding out the pixel coordinate mapping of each video image to panorama is completed. After image registration, a Look Up Table(LUT) according to the pixel coordinate mapping relationship is established. With the help of this LUT and OpenMP multi-core parallel acceleration，the real-time stitching of each frame is completed. The overlapping regions between two adjacent videos are fused using the method of linear fusion. The experimental results show that the research method can complete the real-time panoramic stitching of 8-channel 960×540 resolution video, and obtain the panoramic picture without obvious distortion.

Key words : airport monitoring；multi-channel video；Look Up Table(LUT)；real-time video stitching

0 引言

全景圖像拼接，指把幾幅彼此之間有重疊區(qū)域的圖像拼接成一幅視角更廣、信息更全面的圖像。而全景視頻拼接，指對(duì)多路讀入視頻的每一幀進(jìn)行全景拼接，得到一個(gè)新的全景視頻。讀入視頻為實(shí)時(shí)視頻流，拼接得到實(shí)時(shí)的全景視頻流，即為實(shí)時(shí)全景視頻拼接。實(shí)時(shí)全景視頻拼接技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，可運(yùn)用于視頻監(jiān)控、實(shí)時(shí)直播、視頻會(huì)議等領(lǐng)域。本文的研究對(duì)象為機(jī)場(chǎng)監(jiān)控的多目實(shí)時(shí)視頻拼接。

全景實(shí)時(shí)視頻拼接可以采用硬件方法，也可采用軟件方法。硬件方法是指使用專門的拍攝設(shè)備實(shí)現(xiàn)全景拍攝，例如魚眼攝像機(jī)、超寬視角的廣角鏡頭等。采用硬件方法，可以滿足實(shí)時(shí)性、圖像質(zhì)量等要求，但由于需要使用專門的硬件設(shè)備，成本較高。軟件方法指通過算法、程序來實(shí)現(xiàn)全景視頻拼接系統(tǒng)。采用此種方法，只要算法性能足夠優(yōu)良，就可以使用常規(guī)的硬件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)全景實(shí)時(shí)視頻合成的目標(biāo)，而不需要依賴昂貴的硬件設(shè)備。因此，軟件方法成本相對(duì)較低。本文就是用軟件方法實(shí)現(xiàn)8路960×540實(shí)時(shí)視頻流的全景實(shí)時(shí)拼接。

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作者信息：

張興超，陳賢富

(中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 微電子學(xué)院，安徽合肥230027)

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