一种全景图像浏览器的设计与实现

全景图像存在几何畸变,全景图像浏览器的作用就是根据用户的视线方向以及观察焦距,对全景图像进行实时的畸变校正,提供给用户符合视觉习惯的局部图像.本文对现有的球面全景图像畸变校正算法进行了研究和改进,采用双线性插值、查询线性表等方法设计实现了一个高实时性、高精度的全景图像浏览器PanoViewer.     

针对鱼眼图像边缘校正缺失的快速校正算法

针对鱼眼图像校正中水平方向畸变以及边缘缺失的问题,通过引入可控参数控制边缘部分的校正范围,同时融合三角计算以及参数变换,获取校正关系,使映射面与鱼眼图像达到最佳匹配结果.获取校正关系后运用双线性插值算法对校正图像进行插值运算以填充图像.实验表明,算法对视图主要区域和边缘部分畸变的校正取得较好效果,边缘部分信息流失较少,主视图区域畸变角度明显减小,校正后图像与未畸变源图像相比结构相似性高,尽可能大的保留鱼眼图像信息,算法效率提高,算法运行时间缩短近50%.该鱼眼图像校正算法在校正效率以及校正效果上都有显著提高,具有可行性和有效性.     

基于非均匀采样的图像射影畸变硬件校正

当摄像机的像平面与拍摄面不平行时,图像必然发生射影畸变,给后续的图像处理和模式识别带来不便。现有校正方法大都在得到畸变图像后,通过实时计算或者查阅畸变表恢复图像像素间的度量关系。本文提出了一种基于非均匀采样的硬件图像校正采集系统,通过FPGA控制A/D采样器对模拟图像信号进行非均匀采样,实现图像的实时畸变校正和采集。为减小采样误差,还提出了一种倍频方案。仿真表明本系统可以代替软件校正算法,其硬件系统可拓展至其他应用。     

双目图像校正VLSI硬件电路结构设计

针对已有立体视觉中双目图像校正算法计算复杂度较高,不适合硬件实现的问题,提出了一种双目图像几何校正模型,并设计了VLSI硬件电路结构。利用网格模板标定法获取畸变校正模型参数,进行单目畸变图像的校正;再借助双目标定算法获得双目图像校正外部参数,得到立体校正模型,进行立体校正。结合畸变校正模型和立体校正模型,设计一个新的双目图像几何校正模型,并基于此模型设计双目图像几何校正VLSI硬件电路结构,具有较好的几何校正效果,也能够保证校正后的双目图像分辨率。     

基于图像平面的畸变校正方法

针对图像液位检测系统中摄像头引入的图像畸变,提出一种基于图像平面的校正方法。使用虚拟的标准校正图代替实际图,通过二阶径向模型的反复迭代求取畸变系数,利用双线性插值对输出像素点灰度进行插补。实验结果表明,该方法的校正误差小于0.35个像素点,能有效提高视频检测精度。     

广角图像畸变校正算法的研究与实现

为了校正广角图像的非线性畸变,提出一种新的数字校正方法来消除畸变。首先利用网格模板校正的方法,根据畸变图与理想图对应像素点的映射关系,得到畸变图像点在x轴和y轴方向上的偏移量。然后采用三次B插值函数对曲面插值,得到畸变像素点的偏移量曲面,由偏移量曲面和畸变点的坐标实现各像素点的坐标变换。最后通过双线性插值法完成灰度重建得到无畸变的图像,从而实现对广角图像的校正。为了测试该算法的速度性能和可靠性等指标,在DSP平台上运行此算法。实验结果表明该算法能够对广角畸变图像进行快速有效的校正。     

新的桶形畸变的点阵样板校正方法

为了校正广角镜头的桶形畸变,提出一种新的桶形畸变数字校正方法。它使用点阵样板校正的方法,根据畸变图和理想图中圆点的位置关系,得出畸变图像素在X轴和Y轴方向上的偏移量曲面,采用三次B插值函数对曲面插值;由曲面插值获取像素点的偏移量,对各像素进行坐标转换得到校正图像;然后对图像进行了双线性插值的灰度重建。仿真结果表明,该方法使图像的坐标位置和灰度都得到很好的校正。     

航空大视场角镜头畸变校正技术

为校正航空相机大视场角镜头的畸变,基于Matlab的calib_toolbox工具箱,对拍摄的多幅不同角度和距离的模板进行摄像机标定,得出摄像机的内部参数和畸变系数,建立正确的畸变校正数学模型,通过后续编程处理,改进了Bouguet方法,可实现航空相机彩色图像的畸变校正,并提出一种新的有效的逆推重建图形比对法对图像的畸变率进行分析,量化畸变程度。仿真结果显示,该方法得到的彩色图像的畸变率校正后平均降低了大约10%。实验结果表明,该方法简单高效,且便于后续硬件移植,可实现实时畸变校正处理。     

一种基于斜率的摄像机畸变校正方法

普通 CCD摄像机在成像时都存在畸变成像误差 ,在机器人视觉检测及自动装配中 ,有效地进行误差校正对准确确定物体的位置具有重要的意义 .本文采用带有一阶径向畸变的小孔摄像机模型 ,提出一种基于线段斜率的方法 ,对摄像机镜头的径向畸变进行校正 ,不必标定太多的摄像机的外参数 ,方法简洁 ,适合于视觉系统中对摄像机畸变的实时校正 ,或对摄像机捕获的图像进行几何校正 .实验表明 ,具有很强的鲁棒性和较高的校正精度     

一种大视场镜头的畸变校正方法

大视场镜头因其可得到较大视场的图像而获得广泛应用,但由于镜头的原因,导致成像的桶形畸变,在直接使用从镜头获取的图像时,会影响对图像的后期处理和分析。针对这种情况,在分析畸变产生原因的基础上,提出一种改进的桶形畸变校正方法。根据畸变与焦距、成像高度之间对应的变化规律提出一种改进的半球形畸变校正模型,并计算近似畸变率,以进行反向映射及双线性插值来得到校正后的图像,设置可调整的参数,给出参数的确定方法和选择范围。最后,利用畸变的对称性降低了校正的计算复杂度和时间。实验结果表明,该算法对广角镜头产生的桶形畸变获得了较好的校正结果,降低了平均畸变率误差。该算法能够准确地校正畸变图像,不需要特定模板和标定参数,计算简单容易实现。     

MEE畸变实时校正系统视频控制的FPGA设计

介绍了医用电子内窥镜畸变实时校正系统的功能与构成。为了实现畸变的实时校正，要求解码器对模拟信号解码与编码器对数字信号编码必须同步进行。FPGA作为视频控制中心，实现了协调解码器与编码器的同步控制。     

Video Compression for Remotely Controlled Vehicles

In this paper we describe a video compression system developed for remotely controlled vehicles. Unlike most video compression systems, the component algorithms here are designed to match the informational properties of human color and contrast channels. The algorithms have been implemented on a four-processor real-time compression hardware system. The implemented system significantly reduces the bandwidth of video transmission but still keeps the important images features constructable in high accuracy.     

基于V4L2的嵌入式视频监控系统

设计了一种基于V4L2的嵌入式视频监控系统,系统以S3C2440 a为硬件平台,以Linux操作系统为软件平台,选取Boa为嵌入式Web服务器。视频采集程序是针对V4L2设计的,V4L2是linux2.6内核所具有的视频设备驱动规范。采集到的视频信息可以利用TCP/IP协议传输,局域网内的用户使用浏览器,即可实时地获得视频图像,从而实现实时视频监控。实验结果表明系统性能稳定、实时性好,具有广泛的应用价值。     

Efficient hardware architecture of 2D-scan-based wavelet watermarking for image and video

This paper describes an efficient hardware architecture of 2D-Scan-based-Wavelet watermarking for image and video. The potential application for this architecture includes broadcast monitoring of video sequences for High Definition Television (HDTV) and DVD protection and access control. The proposed 2D design allows even distribution of the processing load onto a set of filters, with each set performing the calculation for one dimension according to the scan-based process. The video protection is achieved by the insertion of watermarks bank within the middle frequency of wavelet coefficients related to video frames by their selective quantization. The 2-D DWT is applied for both video stream and watermark in order to make the watermarking scheme robust and perceptually invisible. The proposed architecture has a very simple control part, since the data are operated in a row-column-slice fashion. This organization reduces the requirement of on-chip memory. In addition, the control unit selects which coefficient to pass to the low-pass and high-pass filters. The on-chip memory will be small as compared to the input size since it depends solely on the filter sizes. Due to the pipelining, all filters are utilized for 100% of the time except during the start-up and wind-down times. The major contribution of this research is towards the selection of appropriate real time watermarking scheme and performing a trade-off between the algorithmic aspects of our proposed watermarking scheme and the hardware implementation technique. The hardware architecture is designed, as a watermarking based IP core with the Avalon interface related to NIOS embedded processor, and tested in order to evaluate the performance of our proposed watermarking algorithm. This architecture has been implemented on the Altera Stratix-II Field Programmable Gate Array (FPGA) prototyping board. Experimental results are presented to demonstrate the capability of the proposed watermarking system for real time applications and its robustness against malicious attacks.     

基于FPGA的NoC硬件系统设计

设计了基于FPGA的片上网络系统硬件平台。系统由大容量的FPGA、存储器、高速A/D与D/A、通信接口和一个扩展的ARM9系统组成。完成了集高速数字信号处理、视频编解码和网络传输功能与一体的多核系统设计。针对典型的3×3 2D Mesh结构的NoC系统应用进行了探讨,阐述了NoC系统设计过程中的关键技术,并使用SigXplorer软件对系统的信号完整性解决方案进行了PCB的反射与串扰仿真。     

Multimodal registration of visible,SWIR and LWIR images in a distributed smart camera system

We present a multimodal registration algorithm between images in the visible, short-wave infrared and long-wave infrared spectra. The algorithm works with two reference-objective image pairs and operates in two stages: (1) A calibration phase between static frames to estimate the transformation parameters using histogram of oriented gradients and the Chi-square distance; (2) a frame-by-frame mapping with these parameters using a projective transformation and a bilinear interpolation to map the objective video stream to the coordinate system of the reference video stream. We present a distributed heterogeneous architecture that combines a programmable processor core and a custom hardware accelerator for each node. The software performs the calibration phase, whereas the hardware computes the frame-by-frame mapping. We implemented our design using a Xilinx Zynq XC7Z020 system-on-a-chip for each node. The prototype uses 2.38W of power, 25% of the logic resources and 65% of the available on-chip memory per node. Running at 100MHz, the core can register 640  ×  512-pixel frames in 4ms after initial calibration, which allows our module to operate at up to 250 frames per second.     

图像采集系统的面阵CCD驱动电路设计

详细介绍了基于面阵CCD器件的图像采集系统的构成,通过对CCD图像传感器ICX424AQ的驱动时序及数模转换芯片AD9943转换时序的分析,设计了用于图像采集的CCD驱动电路,并采用FPGA进行了实现。采用双线性插值算法,从表面覆盖Bayer彩色滤波阵列的CCD图像传感器获得全彩图像,图像数据以DVI格式实时发送到LCD屏上显示。     

HEVC中率失真优化算法的动态可重构实现

基于视频阵列处理器高效视频编码HEVC实现中,HEVC灵活的编码块增加了率失真优化算法硬件实现的难度,难以实现阵列规模和不同块的灵活切换.针对这一问题,提出一种动态可重构的率失真优化实现方法.基于上下文切换的动态重构机制,完成不同规模、不同块大小算法之间的灵活切换,并以率失真优化算法作为帧内模式选择的判别依据,实现帧内...     

数字基带预失真系统中环路延迟估计的FPGA实现

基于FPGA芯片Stratix Ⅱ EP2S60F672C4设计实现了数字基带预失真系统中的环路延迟估计模块.该模块运用了一种环路延迟估计新方法,易于FPGA实现.同时,在信号失真的情况下也能给出正确的估计结果.Modelsim SE 6.5c的时序仿真结果和SignalTaps Ⅱ的硬件调试结果验证了模块的有效性.