[發(fā)明專利]一種基于GPU并行計算的多路高清視頻拼接方法

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• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN109961389A
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蘇向東;蘇杭;姜琳琳
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽靈景智能科技有限公司
• 主分類號: G06T1/20
• 分類號: G06T1/20;G06T3/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于GPU并行計算的多路高清視頻拼接方法，采用計算統(tǒng)一設(shè)備架構(gòu)（CUDA）編程模型，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：根據(jù)多路高清視頻幀序列依次讀入相鄰的高清視頻幀基準(zhǔn)圖像和待拼接圖像，獲取幀圖像尺寸信息，所述幀圖像尺寸信息包括幀圖像的高度height和寬度width；

步驟2：GPU初始化，包括設(shè)置紋理及CUDA數(shù)組類型，為數(shù)據(jù)開辟GPU顯存，將所述相鄰兩幀高清視頻幀圖像R數(shù)據(jù)賦值予CUDA數(shù)組并綁定紋理內(nèi)存A；

步驟3：為所述相鄰的高清視頻幀基準(zhǔn)圖像和待拼接圖像數(shù)據(jù)分別分配一Kernel函數(shù)，依據(jù)所述高清視頻幀圖像尺寸信息確定執(zhí)行每個Kernel函數(shù)的線程數(shù)目，包括設(shè)置block尺寸和設(shè)置grid尺寸，所述block，是指GPU線程塊單元，所述grid，是指GPU線程網(wǎng)單元；

步驟4：分別啟動所述Kernel函數(shù)，從所述紋理內(nèi)存A中分別讀取所述相鄰的高清視頻幀基準(zhǔn)圖像和待拼接圖像數(shù)據(jù)，進(jìn)行Haar提升小波變換，將計算結(jié)果存入所述CUDA數(shù)組并與紋理內(nèi)存B綁定；

步驟5：分別啟動所述Kernel函數(shù)，從所述紋理內(nèi)存B中讀取所述相鄰的高清視頻幀基準(zhǔn)圖像和待拼接圖像分解后的各層圖像的近似圖像，通過進(jìn)行角點(diǎn)提取，將提取的特征點(diǎn)數(shù)據(jù)存入所述CUDA數(shù)組并與紋理內(nèi)存C綁定；

步驟6：分別啟動所述Kernel函數(shù)，從所述紋理內(nèi)存C中讀取特征點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，形成特征點(diǎn)對，將特征點(diǎn)對數(shù)據(jù)所述CUDA數(shù)組并與紋理內(nèi)存D綁定，所述匹配方法采用歐式距離和向量結(jié)合的匹配方法；

步驟7：分別啟動所述Kernel函數(shù)，從所述紋理內(nèi)存D中讀取特征點(diǎn)對數(shù)據(jù)，根據(jù)特征點(diǎn)對數(shù)據(jù)計算基準(zhǔn)圖像和待拼接圖像之間的單應(yīng)性矩陣，將單應(yīng)性矩陣數(shù)據(jù)存入所述CUDA數(shù)組并與紋理內(nèi)存E綁定；

步驟8：分別啟動所述Kernel函數(shù)，從所述紋理內(nèi)存A分別讀取所述相鄰的高清視頻幀基準(zhǔn)圖像和待拼接圖像數(shù)據(jù)，根據(jù)所述紋理內(nèi)存E中讀取的單應(yīng)性矩陣數(shù)據(jù)和所述紋理內(nèi)存D中讀取的特征點(diǎn)對數(shù)據(jù)，將高清視頻幀基準(zhǔn)圖像和待拼接圖像非重疊區(qū)域的數(shù)據(jù)投影到柱面參考平面上，投影后的數(shù)據(jù)存入所述CUDA數(shù)組并與紋理內(nèi)存F綁定；

步驟9：分別啟動所述Kernel函數(shù)，從所述紋理內(nèi)存A分別讀取所述相鄰的高清視頻幀基準(zhǔn)圖像和待拼接圖像數(shù)據(jù)，根據(jù)所述紋理內(nèi)存E中讀取的單應(yīng)性矩陣數(shù)據(jù)和所述紋理內(nèi)存D中讀取的特征點(diǎn)對數(shù)據(jù)，將高清視頻幀基準(zhǔn)圖像和待拼接圖像重疊區(qū)域的數(shù)據(jù)采用小波融合方法進(jìn)行圖像融合，將高清視頻幀基準(zhǔn)圖像和待拼接圖像非重疊區(qū)域的數(shù)據(jù)投影到柱面參考平面上，投影后的數(shù)據(jù)與紋理內(nèi)存F內(nèi)數(shù)據(jù)合成后，生成的拼接視頻幀圖像顯示在GPU顯卡上，同時將拼接的視頻幀圖像傳回CPU段，輸出保存；

步驟10：釋放GPU顯存。

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于GPU并行計算的多路高清視頻拼接方法，其特征在于，所述的步驟5中角點(diǎn)提取的方法是改進(jìn)的Harris算法，其響應(yīng)函數(shù)為下列公式；

其中ζ為任意小正數(shù)，避免經(jīng)典Harris算法參數(shù)k的選取；經(jīng)典Harris算法中角點(diǎn)的閾值T將自動選取。

3.如權(quán)利要求1所述的一種基于GPU并行計算的多路高清視頻拼接方法，其特征在于，所述的步驟6中小波分解的最高層采用歐式距離和向量結(jié)合的匹配方法，其他層采用向量匹配方法。

4.如權(quán)利要求1所述的一種基于GPU并行計算的多路高清視頻拼接方法，其特征在于，所述的步驟9中高清視頻幀基準(zhǔn)圖像和待拼接圖像重疊區(qū)域的數(shù)據(jù)采用小波融合方法進(jìn)行融合，對融合后的各層圖像進(jìn)行重構(gòu)，得到的合成圖像為最后融合的圖像。