[發明專利]一種魚眼視頻實時矯正系統及方法

在審

• 申請號: 201810067839.5
• 申請日: 2018-01-24
• 公開（公告）號: CN108053385A
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 吳軍;黃明益;譚湘斌
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 石燕妮

本發明提供一種魚眼視頻流實時矯正系統，實現了對網絡魚眼攝像頭的視頻圖像的獲取，實時矯正處理及顯示。系統充分結合ARM與FPGA優勢，使用ARM運行Linux系統程序獲取網絡魚眼視頻流數據，通過使用用戶提供的魚眼相機參數計算查找表，再利用查找表在FPGA端實現實時魚眼視頻流矯正算法并顯示處理后的視頻圖像，降低了設計復雜度，提高圖像處理效率，可廣泛應用到監控場合。

技術領域

本發明涉及工業自動化、計算機視覺、FPGA并行處理，具體涉及一種魚眼視頻實時矯正系統及方法。

背景技術

魚眼鏡頭因外形酷似魚眼而得名，具有超大視角信息量豐富、體積小且隱蔽性強等優點，被廣泛應用于安全監測、機器人導航、全景泊車、智能交通等應用領域。相比于傳統光學鏡頭，單個魚眼鏡頭視角廣闊，可替代多個普通攝像機進行大范圍監測，如室內房間安裝的單個魚眼鏡頭可覆蓋整個屋內視野且成本低，但由于魚眼鏡頭焦距短、視場大特點以及光學原理約束，魚眼相機獲得的視頻圖像存在嚴重桶形畸變，使用前需對魚眼圖像進行去失真處理以符合人眼視覺習慣,同時也降低應用軟件處理、識別魚眼圖像的復雜度，從而有利于魚眼圖像的應用拓展。

魚眼圖像矯正往往需逐像素處理，其計算量與矯正算法的復雜度以及圖像分辨率密切相關。由于視頻流數據量大，魚眼視頻圖像的矯正普遍采用計算機“后處理”方式，或在PC機上實施矯正算法，或僅限于少量、靜態視頻圖像，雖能取得不錯的矯正效果，但對于實時性要求高的場合、任務，如人流密集預警、機器人導航、目標實時跟蹤等，內置圖像矯正模塊的魚眼相機將能更好滿足“前端”在線處理需求。目前，市場上僅少部分型號攝像機集成了視頻流矯正處理功能，傳統以ARM處理器為核心的嵌入式設備難以完成高密集度的視頻流矯正處理計算需求，如監控攝像機常用的嵌入式硬盤錄像機DVR多采用雙核處理器方式：通用處理器負責DVR上運行的各種應用程序，專用處理器DSP芯片負責圖像、語音等，其無論是實時處理性能還是性價比均與實際需求有較大差距。

本發明目的是針對現有魚眼視頻流實時矯正技術的不足，在ARM、FPGA混合SOC平臺上實現了一種嵌入式的魚眼視頻流實時矯正系統及設備。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是現有技術中存在的設計復雜、處理效率低的技術問題。提供一種新的魚眼視頻實時矯正系統，該魚眼視頻實時矯正系統具有設計簡單、處理效率高的特點。

為解決上述技術問題，采用的技術方案如下：

一種魚眼視頻實時矯正系統，所述魚眼視頻實時矯正系統包括能夠運行嵌入式系統的處理器系統，與處理器系統連接的以太網接口模塊、存儲器、顯示器及存儲單元；所述處理器系統包括處理器，與處理器通過總線接口連接的可編程模塊；所述處理器包括用于和存儲器連接的存儲控制器，以及和以太網接口模塊連接的以太網控制器，所述存儲單元和處理器連接；所述FPGA模塊包括與總線接口數據交互連接的視頻傳輸通道，與視頻傳輸通道連接的魚眼視頻圖像校正IP模塊，與魚眼視頻圖像校正IP模塊連接的顯示控制模塊，所述顯示器與顯示控制模塊連接，所述魚眼視頻圖像校正IP模塊、顯示控制模塊還與總線接口連接。

本發明的工作原理：在ARM、FPGA混合SOC平臺上實現了一種嵌入式的魚眼視頻流實時矯正系統及設備，充分結合ARM與FPGA優勢降低“前端”矯正系統設計復雜度并提高處理效率，可根據系統內置相機參數將魚眼攝像機獲取的“半球”視野視頻流映射到半球外接立方體所在平面，實現在線矯正及顯示，從而有效滿足市場對低成本、大視野、小型化監控設備的迫切需要，具有及其廣泛的應用前景。

上述方案中，為優化，進一步地，所述魚眼視頻圖像校正IP模塊用于根據查找表對圖像進行重映射并計算，魚眼視頻圖像校正IP模塊包括：