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基于FPGA 的大视场图像实时拼接技术的研究与实现

杨磊 任龙 刘庆 王华 周祚峰 曹剑中

杨磊, 任龙, 刘庆, 王华, 周祚峰, 曹剑中. 基于FPGA 的大视场图像实时拼接技术的研究与实现[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(6): 1929-1935.
引用本文: 杨磊, 任龙, 刘庆, 王华, 周祚峰, 曹剑中. 基于FPGA 的大视场图像实时拼接技术的研究与实现[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(6): 1929-1935.
Yang Lei, Ren Long, Liu Qing, Wang Hua, Zhou Zuofeng, Cao Jianzhong. Research and implementation of large field image real-time mosaic technology based on FPGA[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(6): 1929-1935.
Citation: Yang Lei, Ren Long, Liu Qing, Wang Hua, Zhou Zuofeng, Cao Jianzhong. Research and implementation of large field image real-time mosaic technology based on FPGA[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(6): 1929-1935.

基于FPGA 的大视场图像实时拼接技术的研究与实现

基金项目: 

国家自然科学基金(61201376);陕西省自然科学基金(2012JQ8003)

详细信息
    作者简介:

    杨磊(1987-),男,硕士,主要从事图像与视频信号处理方面的研究。Email:lei_best888@163.com

  • 中图分类号: TP274;TP391

Research and implementation of large field image real-time mosaic technology based on FPGA

  • 摘要: 鉴于目前普遍采用软件方法获得大视场视频图像操作不便且实时性受限的缺陷,研究并设计了一种基于FPGA的可编程技术来实现多个摄像头视频数据实时拼接的大视场成像系统。系统通过APTINA公司的彩色CMOS图像传感器MT9M034获取原始视频图像信息,以Xilinx公司的Virtex-5系列FPGA为核心完成视频数据的实时采集、缓存、拼接及传输。图像拼接部分首先对原始图像进行亮度差异自动调节的预处理以提高整体的拼接效果,然后利用相位相关法完成相对平移量信息检测,对原始图像进行配准,最后采用线性加权融合算法对相邻两幅图像的重合区域进行融合处理,使拼接之后的大视场图像达到渐进渐出平滑过渡的效果。实验结果表明,该成像系统简单可靠,有效地增大了可观测视场,经过拼接处理之后的大视场视频图像清晰度高、实时性强,具有一定的代表性和实用性。
  • [1]
    [2] Huang Qiongdan, Qiu Yuehong, Tian Xiaoping. Image automatic mosaic method based on feature points and optimization theory[J]. Acta Photonica Sinica, 2009, 38(8): 2139-2143. (in Chinese) 黄琼丹, 邱跃洪, 田小平. 基于特征点及优化理论的图像自动拼接方法[J]. 光子学报, 2009, 38(8): 2139-2143.
    [3] Peng Bo, He Bin. Application and realization of FPGA in video mosaicing[J]. Computer Engineering and Design, 2013, 34(5): 1635-1639. (in Chinese) 彭勃, 何宾. FPGA在视频拼接中的应用与实现[J]. 计算机工程与设计, 2013, 34(5): 1635-1639.
    [4]
    [5] Dong Linli. Design of digital image mosaic system based on FPGA[D]. Chengdu: Chengdu University of Technology, 2012. (in Chinese) 董林粒. 基于FPGA的数字图像拼接器系统设计[D]. 成都: 成都理工大学, 2012.
    [6]
    [7]
    [8] MT9M034 Data Sheet. Aptina Imaging[M]. 2010.
    [9]
    [10] An Jianni, Liu Guixi. Image mosaic algorithm based on feature points matching and Automatic transform parameters identifying[J]. Infrared and Laser Engineering, 2011, 40(3): 564-569. (in Chinese) 安建妮, 刘贵喜. 利用特征点配准和变换参数自动识别的图像拼接算法[J]. 红外与激光工程, 2011, 40(3): 564-569.
    [11] Kuglin C, Hines D. The phase correlation image alignment method[C]//Conference on Cybernetics and Society, IEEE, 1975: 163-165.
    [12]
    [13] Wu Xianxiang, Guo Baolong, Wang Juan. An improved automatic image sequencing algorithm[J]. Journal of Optoelectronics Laser, 2009, 20(8): 1114-1117. (in Chinese) 吴宪祥, 郭宝龙, 王娟. 一种改进的序列图像自动排序算法[J]. 光电子 激光, 2009, 20(8): 1114-1117.
    [14]
    [15]
    [16] Yang Lei, Cao Jianzhong, Wang Hao, et al. Multifocus image fusion algorithm based on the contourlet transform[C]//SPIE, AOMATT 2012, 84201F: 1-6.
    [17] Shang Mingshu. A fast image mosaic algorithm based on improved SIFT feature matching[J]. Microelectronics Computer, 2014, 31(1): 64-67. (in Chinese) 尚明姝. 基于改进SIFT特征匹配的快速图像拼接算法[J]. 微电子学与计算机, 2014, 31(1): 64-67.
    [18]
    [19] Li Liang, Gu Guohua, Qian Weixian, et al. Infrared image sequence mosaic based on feature points and Poisson fusion[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(9): 2584-2588. (in Chinese) 李亮, 顾国华, 钱惟贤, 等. 基于特征点和泊松融合的红外序列图像拼接[J]. 红外与激光工程, 2013, 42(9): 2584-2588.
  • [1] 李娜, 邓家先, 崔亚妮, 陈褒丹.  基于暗通道先验的红外图像清晰化及FPGA实现 . 红外与激光工程, 2021, 50(3): 20200252-1-20200252-10. doi: 10.3788/IRLA20200252
    [2] 张宝辉, 李中文, 吴杰, 吉莉, 王炜毅, 蔡璐, 时亚辉, 法静怡.  中波1 280×1 024红外成像组件设计(特邀) . 红外与激光工程, 2021, 50(4): 20211023-1-20211023-9. doi: 10.3788/IRLA20211023
    [3] 刘汝卿, 蒋衍, 李锋, 孟柘, 郭文举, 朱精果.  实时感知型激光雷达多通道数据采集系统设计 . 红外与激光工程, 2021, 50(5): 20200291-1-20200291-7. doi: 10.3788/IRLA20200291
    [4] 张永康, 陈萍, 孟祥笙, 田雁.  大视场视频图像采集及SDI显示设计 . 红外与激光工程, 2021, 50(S2): 20200211-1-20200211-7. doi: 10.3788/IRLA20200211
    [5] 郭弘扬, 杜升平, 黄永梅, 付承毓.  液晶空间光调制器过驱动方法的FPGA实现 . 红外与激光工程, 2019, 48(7): 722002-0722002(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0722002
    [6] 杨宇, 陈晓红, 尤波, 韦玮.  日盲紫外LED实时视频传输系统设计 . 红外与激光工程, 2018, 47(10): 1022001-1022001(6). doi: 10.3788/IRLA201847.1022001
    [7] 徐超, 何利民, 王霞, 金伟其.  红外偏振成像系统高速处理模块设计 . 红外与激光工程, 2017, 46(2): 204002-0204002(8). doi: 10.3788/IRLA201746.0204002
    [8] 沈仲弢, 封常青, 高山山, 陈晓东, 刘树彬.  基于高速相关采样的锁模激光回波实时检测 . 红外与激光工程, 2017, 46(12): 1217002-1217002(6). doi: 10.3788/IRLA201746.1217002
    [9] 殷世民, 高丽伟, 梁永波, 朱健铭, 梁晋涛, 陈真诚.  基于FPGA的干涉式红外成像光谱仪实时光谱复原研究 . 红外与激光工程, 2017, 46(7): 720001-0720001(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0720001
    [10] 张宁, 刘宇龙, 吴嘉辉, 徐熙平.  微型光谱仪的CCD 数据采集系统设计 . 红外与激光工程, 2015, 44(1): 141-147.
    [11] 郝贤鹏, 张然峰, 陶宏江.  基于FPGA的高速图像传输系统设计 . 红外与激光工程, 2015, 44(11): 3483-3487.
    [12] 王耀利, 温廷敦, 王志斌, 张瑞, 黄艳飞, 陈友华.  基于静态固体斜楔干涉的红外探测技术 . 红外与激光工程, 2014, 43(10): 3188-3192.
    [13] 邓永停, 李洪文, 王建立, 阴玉梅, 吴庆林.  基于DSP和FPGA的望远镜伺服控制系统设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(3): 908-914.
    [14] 杨磊, 曹剑中, 唐利孬, 高博, 王华, 郭惠楠.  全景图像自动拼接算法的优化设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(3): 985-990.
    [15] 王华伟, 曹剑中, 马彩文, 张辉, 武登山.  具有自适应校正功能的红外成像系统设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(1): 61-66.
    [16] 朱瑞飞, 王超, 魏群, 贾宏光, 周文明.  红外探测器非均匀性校正系统研制 . 红外与激光工程, 2013, 42(7): 1669-1673.
    [17] 母杰, 郑文佳, 李梅, 饶长辉.  基于FPGA和DSP技术的自适应光学系统在线大气湍流参数测量平台 . 红外与激光工程, 2013, 42(3): 703-708.
    [18] 任广辉, 王刚毅, 金炎胜.  利用FPGA的高性能向导滤波器设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(2): 537-542.
    [19] 于雪莲, 陈钱, 隋修宝, 任建乐.  采用最优峰值的相位相关红外图像配准方法 . 红外与激光工程, 2013, 42(9): 2589-2596.
    [20] 王文华, 张宇, 张柯, 任建岳.  CCD成像系统的模拟自校图形设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(7): 1933-1939.
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-10-08
  • 修回日期:  2014-11-10
  • 刊出日期:  2015-06-25

基于FPGA 的大视场图像实时拼接技术的研究与实现

    作者简介:

    杨磊(1987-),男,硕士,主要从事图像与视频信号处理方面的研究。Email:lei_best888@163.com

基金项目:

国家自然科学基金(61201376);陕西省自然科学基金(2012JQ8003)

  • 中图分类号: TP274;TP391

摘要: 鉴于目前普遍采用软件方法获得大视场视频图像操作不便且实时性受限的缺陷,研究并设计了一种基于FPGA的可编程技术来实现多个摄像头视频数据实时拼接的大视场成像系统。系统通过APTINA公司的彩色CMOS图像传感器MT9M034获取原始视频图像信息,以Xilinx公司的Virtex-5系列FPGA为核心完成视频数据的实时采集、缓存、拼接及传输。图像拼接部分首先对原始图像进行亮度差异自动调节的预处理以提高整体的拼接效果,然后利用相位相关法完成相对平移量信息检测,对原始图像进行配准,最后采用线性加权融合算法对相邻两幅图像的重合区域进行融合处理,使拼接之后的大视场图像达到渐进渐出平滑过渡的效果。实验结果表明,该成像系统简单可靠,有效地增大了可观测视场,经过拼接处理之后的大视场视频图像清晰度高、实时性强,具有一定的代表性和实用性。

English Abstract

参考文献 (19)

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