[實用新型]一種高分辨率全景視頻圖像采集與處理系統

有效

• 申請號: 201820040012.0
• 申請日: 2018-01-11
• 公開（公告）號: CN207677868U
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: 陳君杰;徐熙平;張寧;杜恩宇;呂耀文;盧毅
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232;H04N5/225
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了一種高分辨率全景視頻圖像采集與處理系統，包括成像模塊、圖像采集與處理模塊和顯示屏，所述成像模塊包括非球面反射鏡、攝像頭模塊和成像透鏡，所述圖像采集與處理模塊包括攝像頭接口、SPI FLASH、SDRAM、顯示器接口、可編程邏輯門整列、數字信號處理器、時鐘模塊、NOR FLASH、DDR2 SDRAM和電源模塊，所述成像模塊和圖像采集與處理模塊電連接，所述圖像采集與處理模塊和顯示屏電連接。該系統僅用單個攝像頭能實現水平360°，垂直80°高分辨率全景視頻圖像實時采集，并且能將采集到的環形圖像實時展開成便于人眼觀察的正常圖像并顯示。

技術領域

本實用新型涉及圖像采集與處理技術領域，尤其涉及一種全景視頻圖像采集與處理系統。

背景技術

普通攝像機的視野范圍有限，只能捕獲攝像機前方某一固定角度空間內的場景，無法顧及周圍360°范圍內發生的所有事件，不可避免出現盲區。全景成像技術能夠在任一時間點同時感知360°范圍內的場景信息，消除視覺盲區，因此已經在軍事、視頻監控、機器視覺等領域得到廣泛應用。

全景成像技術主要包括：圖像拼接全景成像技術、魚眼全景成像技術、折反射全景成像技術。圖像拼接全景成像技術，需要拍攝多幅圖像，通過圖像拼接軟件作后期處理以獲得全景圖像。魚眼全景成像，圖像畸變嚴重，去畸變難度大。隨著全景成像技術的應用領域的拓展，也要求全景成像系統向著便攜式和小型化方向發展。折反射全景成像系統利用反射光學元件擴大成像系統的視場，可以一次獲得全景圖像，并且具有大于半球空間的視場、成本低、裝置設計簡單、利于小型化等優點。

折反射全景成像系統所獲得的原始全向圖像呈圓環型，存在畸變，不適合人眼直接觀察，需要將其展開為符合人眼視覺的柱面全景圖像。這是一個復雜的過程，需要對全向圖像進行大量復雜的處理，對硬件平臺的要求很高，因此目前已開發的折反射全景成像系統也多采用PC機進行處理，利用PC機豐富的資源和超強的運算能力，通過軟件實現全景圖像快速展開。但是，PC機存在體積大、可移動性差、功耗高等缺點，使得在要求小體積、低功耗、高移動性的場所，如裝甲車輛偵察、機器人視覺系統等，無法運用。針對上述的情況，人們設計了嵌入式的折反射全景成像處理系統，其采用專用集成電路實現了折反射全景成像處理系統的微型化、便攜化，使全景成像技術可以應用到更多的場合。但對于高分辨率折反射全景成像處理，其全景成像處理速度有限，難以達到視頻幀速率的全景成像處理速度。

實用新型內容

針對現有高分辨率折反射全景成像處理技術中，圖像處理速度難以達到視頻幀速率的問題，本實用新型提供一種高分辨率全景視頻圖像采集與處理系統，該系統僅用單個攝像頭能實現水平360°，垂直80°高分辨率全景視頻圖像實時采集，并且能將采集到的環形圖像實時展開成便于人眼觀察的正常圖像并顯示。

為了實現上述目的，本實用新型技術方案如下：

構建一種高分辨率全景視頻圖像采集與處理系統，包括成像模塊、圖像采集與處理模塊和顯示屏，所述成像模塊包括非球面反射鏡、攝像頭模塊和成像透鏡，所述圖像采集與處理模塊包括攝像頭接口、SPI FLASH、SDRAM、顯示器接口、可編程邏輯門整列(FPGA)、數字信號處理器(DSP)、時鐘模塊、NOR FLASH、DDR2SDRAM和電源模塊，所述成像模塊和圖像采集與處理模塊電連接，所述圖像采集與處理模塊和顯示屏電連接。

進一步的，所述非球面反射鏡為凸面鏡。

進一步的，所述攝像頭模塊像素大于800萬，幀率大于25fps。

進一步的，所述攝像頭接口為USB接口或Camera Link接口，將環形圖像數據傳到FPGA。

進一步的，所述SPI FLASH容量不小于64Mbit，用于存儲FPGA的程序和配置數據。

進一步的，所述SDRAM容量不小于1Gbit，用于存儲圖像預處理過程中的數據。