[發(fā)明專利]一種基于GPU的魚眼校正方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201710731255.9
• 申請日: 2017-08-23
• 公開（公告）號: CN107527327A
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發(fā)明（設計）人: 唐自興;李智;孟濤;楊亮亮;江發(fā)欽;宋慶豐;李志洋;申雷;鄒小蓉
• 申請（專利權）人: 珠海安聯(lián)銳視科技股份有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于GPU的魚眼校正方法，其特征在于具體包括如下步驟，

S1、魚眼模型的建立：以GPU作為硬件支持，基于opengl以及D3D庫開發(fā)，對魚眼圖像作為紋理加載到GPU中，建立魚眼校正頂點模型以及魚眼校正范圍頂點模型，將魚眼建立為三維半球頂點模型，三維半球頂點模型上的點與二維魚眼原圖上的點一一對應，并建立頂點緩存以及索引緩存模型，后續(xù)的校正過程為由三維球面上的點按照不同的校正模型映射到不同的校正平面，實現(xiàn)透視投射校正、柱面模型校正和經(jīng)緯度算法校正；

S2、魚眼校正算法的實現(xiàn)：通過GPU的著色器對步驟S1中建立的魚眼模型實現(xiàn)透視投射校正算法、柱面模型校正算法、經(jīng)緯度算法校正算法以及對應的反向推導算法的獲取，用來對魚眼進行不同模式的校正；

S3、圖像獲取：采用共享內(nèi)存方法進行紋理加載，將視頻流中的圖像數(shù)據(jù)從CPU內(nèi)存中加載到GPU顯存中；

S4、UI控制：通過UI控制模塊對步驟S1中魚眼模型進行參數(shù)解析，獲取魚眼模型的組合模式以及控制參數(shù)，然后將獲取到的組合模式和控制參數(shù)傳入到GPU的著色器中，并結合步驟S2中得到的魚眼校正算法實現(xiàn)對不同區(qū)域的魚眼進行校正觀測，UI控制具體包括如下步驟：

S41、首先根據(jù)魚眼設備所裝配的方式，通過UI操作來選擇步驟S1中魚眼模型不同的魚眼掛機模式，魚眼支持的掛機模式包括頂掛模式，地裝模式，壁掛模式，以及傾斜壁掛模式；

S42、選擇不同的觀測組合模式，組合模式包括，VR模式，柱面模式，全景模式，4ptz+魚眼模式，9ptz+魚眼模式，4ptz+全景模式，9ptz+全景模式；

S43、選擇好觀測模式后，用戶可以通過鼠標或手勢點擊滑動實現(xiàn)魚眼分屏漫游校正的效果，分屏漫游校正的具體過程為：首先通過底層算法識別點擊點所在的分屏，然后根據(jù)鼠標或手勢移動的距離計算得出運動向量，將運動向量根據(jù)當前選擇的掛機以及校正模式，解析為實際可以控制不同觀測平面的旋轉參數(shù)；

S44、將魚眼半球圖固定，通過UI控制模塊從不同的角度對這個魚眼上的數(shù)據(jù)進行觀測，將觀測平面的變化解析為觀測平面繞三維坐標系的旋轉，通過三維坐標系的旋轉達到觀測平面旋轉的效果；

S45、將通過UI控制模塊在步驟S41到S44中獲得的組合模式以及控制參數(shù)輸送到GPU的著色器中，然后結合步驟S2中得到的魚眼校正算法實現(xiàn)對不同區(qū)域的魚眼進行校正觀測；

S5、魚眼校正范圍的確定：根據(jù)步驟S2中得到的反向推導算法反向計算得到魚眼校正反向校正范圍計算公式，然后結合步驟S1中建立的頂點緩存以及索引緩存模型，將觀測平臺上的校正點分別投影到魚眼原圖或魚眼全景圖上，形成魚眼在原圖或全景圖上的校正范圍圖；

S6、虛擬PTZ：利用PTZ攝像機在三維坐標系旋轉變化關系，計算得出PTZ攝像機在三維坐標系旋轉矩陣，將矩陣參數(shù)輸入到GPU的著色器中達到對不同區(qū)域的觀測，然后通過已經(jīng)校正的魚眼圖像獲取其校正前在魚眼原圖中的范圍，將這個范圍繪制在原圖中形成一個范圍框，以獲取校正圖與原魚眼圖的對應關系，然后通過UI控制這個范圍框對不同區(qū)域進行校正，達到PTZ的效果。