[實用新型]一種全景視頻實時拼接顯示系統

有效

• 申請號: 201020155432.7
• 申請日: 2010-04-12
• 公開（公告）號: CN201947404U
• 公開（公告）日: 2011-08-24
• 發明（設計）人: 李偉;范治江
• 申請（專利權）人: 范治江;李偉
• 主分類號: H04N9/09
• 分類號: H04N9/09;H04N5/262;G03B37/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬全景視頻拼接顯示系統，涉及多攝像機拍攝、視頻拼圖技術、和邊緣融合大屏幕投影拼接顯示技術，特別是不要求攝像頭有嚴格固定的相對位置和夾角，不要求攝像頭焦距等光學參數必須嚴格一致的全景視頻拼接技術。能夠方便有效地對現有監控系統進行升級，提供全景畫面，以便有效制定決策，如交通監控中心、消防指揮中心，以及機場、火車站、酒店、小區、超市、停車場等場合。

背景技術

隨著科技進步，監控系統不斷發展完善，逐漸成為集圖像采集、分析、告警等功能為一體的智能化管理平臺。但是，普通攝像機視野窄，而廣角攝像機圖像變形嚴重，仍然是現有監控系統的一個主要缺陷。雖然利用云臺控制，通過旋轉攝像機可以實現360°全景監控，但是同一時刻也只能看到某一角度的畫面，仍然無法解決缺乏全景畫面的問題，監控時不可避免地會出現盲區。

進年來，出現了360°全景攝像機，顧名思義，就是一次性收錄前后左右的所有信息。全景攝像機的關鍵技術是如何生成全景視頻，目前主要有兩種方法。其一，是依據仿生學(魚眼)，采用物理光學的球面投射加反射原理一次性將水平360°、垂直180°的信息成像，再采用硬件自帶的軟件進行轉換，以人眼習慣的方式呈現出畫面，典型產品如日本SONY公司的360°全景攝像機。這種方法圖像分辨率較低，清晰度較差，呈現出的適合人眼的180°正常平面視圖存在較大變形。其二，是采用多個位置固定的攝像頭捕捉不同角度空間的場景，然后將視頻圖像進行拼接得到全景視頻，典型產品如美國Honeywell公司推出的PARASCAN全景攝像機。這種方法能提供較高的分辨率，但存在拼接裂痕和明暗差異。國內尚無產品出現，但是對此的研究也不斷深入，如發明專利“根據多視角視頻流生成全景視頻的方法”(公開號CN?101146231A)，和實用新型專利“一種全景攝像機”(專利CN?201409204)。

事實上，很多監控場合需要遠距離監控，如機場停機坪、高速公路等，此時需要的是廣角、大視野、高分辨率、變形小的全景圖像，水平視角達到150°～180°，垂直視角達到70°～120°即可。由于產品的技術特點，360°全景攝像?機比較適合狹小空間的視頻監控，并不適合這種場合，且價格比較昂貴。

解決問題的最佳方案是在原有監控系統的基礎上，利用多攝像機視頻拼圖技術來得到全景視頻。重要的是，為了適應各種現場，并便于安裝調試，它要突破現有視頻拼接系統的一些限制，從而不要求攝像頭的相對位置、夾角嚴格固定，也不要求攝像頭焦距等光學參數必須嚴格一致。例如在專利CN?101146231A中提出“每個攝像頭在水平面上以同一圓心向四周不同方向拍攝”的條件就太苛刻。目前，在這種較為寬松的拍攝條件下的全景拼接，還只應用于靜態照片的拼接領域中，有與數碼相機綁定的商用產品，也有一些開源軟件。該技術主要基于尺度不變的特征變換來提取圖像的特征點，進行圖像間的特征匹配，從而獲取圖像的坐標變換，生成無縫拼接的全景圖像，最后對圖像的重疊區域進行融合處理，使得整幅畫面亮度均衡。該技術的先進性在于其不受圖像縮放比例、平移、和旋轉的影響，受亮度變化和3D投影的影響也是有限的，因此使得拍攝條件大大降低。由于算法復雜，目前該技術的弱點是實時性問題。

拼接好的全景視頻其分辨率與攝像頭的分辨率和個數成正比，攝像頭個數越多全景視頻分辨率越高、視野越大。為了使指揮控制中心的監控人員能夠快速、準確的判斷和決策，全景視頻需要在一個支持超高分辨率、超大顯示畫面的大屏幕顯示系統中顯示。目前市場上有DLP(數字光處理)、LCD(液晶)、PDP(等離子)等大屏幕拼接墻產品，其優點是高清晰度、高亮度，缺點是有箱體拼接縫，造價和維護成本高。邊緣融合大屏幕投影拼接顯示技術是近來迅速崛起的一種新型無縫拼接顯示技術。它用一組投影機投射出的畫面進行邊緣重疊，并通過邊緣融合技術顯示出一個沒有縫隙、超大、高分辨率的整幅畫面，畫面的效果就像是一臺投影機投射的畫面。投影屏幕可以是平面或者曲面，介質甚至可以是一面墻。該技術的顯著優點是沒有拼接縫，更能體現畫面的完整性，有更好的視覺效果，而且造價低廉。

發明內容

為了解決現有監控系統無法提供全景圖像，不利于后方指揮控制中心制定正確決策的問題，本實用新型提供了一種解決方案，該方案能夠利用現有的監控設備，將前端采集的視頻實時進行全景拼接，并將拼接好的全景視頻通過邊緣融合大屏幕顯示系統輸出。