基于FPGA的視頻拼接系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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1、北京化工大學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。作者簽名：關(guān)于論文使用授權(quán)的說明學(xué)位論文作者完全了解北京化工大學(xué)有關(guān)保留和使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識(shí)產(chǎn)權(quán)單位屬北京化工大學(xué)。學(xué)校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許學(xué)位論文被查閱和借閱；學(xué)?？梢怨紝W(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可以允許采用

2、影印、縮印或其它復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。保密論文注釋：本學(xué)位論文屬于保密范圍，在一年解密后適用本授權(quán)書。非保密論文注釋：本學(xué)位論文不屬于保密范圍，適用本授權(quán)書。作者簽名：導(dǎo)師簽名：Et期：墮!!查：篁：塞≤：日期：竺!蘭：三鯊學(xué)位論文數(shù)據(jù)集中圖分類號(hào)TP391學(xué)科分類號(hào)5104050論文編號(hào)1001020130878密級(jí)公開學(xué)位授予單位代碼1001O學(xué)位授予單位名稱北京化工大學(xué)作者姓名彭勃學(xué)號(hào)2010000878獲學(xué)位專業(yè)名稱計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)獲學(xué)位專業(yè)代碼081203計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、課題來源其他項(xiàng)目研究方向嵌入式系統(tǒng)技術(shù)論文題目基于FPGA的視頻拼接系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)圖像拼接技術(shù)，視頻拼

3、接技術(shù)，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列，片上可編程系統(tǒng)，關(guān)鍵詞嵌入式系統(tǒng)論文答辯日期2013。05。23論文類型應(yīng)用研究學(xué)位論文評(píng)閱及答辯委員會(huì)情況姓名職稱工作單位學(xué)科專長(zhǎng)指導(dǎo)教師何賓講師北京化工大學(xué)高速信號(hào)處理評(píng)闋人1聶偉副教授北京化工大學(xué)移動(dòng)通信技術(shù)評(píng)閱人2崔嵬教授北京理工大學(xué)信號(hào)與信息處理評(píng)閱人3評(píng)闋人4評(píng)閱人5答辯委員會(huì)主席王學(xué)偉教授北京化工大學(xué)現(xiàn)代信號(hào)處理答辯委員1張鳳元副教授北京化工大學(xué)通信與信息系統(tǒng)答辯委員2李輝副教授北京化工大學(xué)數(shù)據(jù)庫，密碼學(xué)答辯委員3袁洪芳副教授北京化工大學(xué)設(shè)備監(jiān)測(cè)、故障診斷答辯委員4聶偉副教授北京化工大學(xué)移動(dòng)通信技術(shù)答辯委員5注：一。論文類型：1．基礎(chǔ)研究2．應(yīng)用研

4、究3．開發(fā)研究4．其它二．中圖分類號(hào)在《中國圖書資料分類法))查詢。三．學(xué)科分類號(hào)在中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)(GB／T13745—9)((學(xué)科分類與代碼》中查詢。四．論文編號(hào)由單位代碼和年份及學(xué)號(hào)的后四位組成。摘要基于FPGA的視頻拼接系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)視頻拼接技術(shù)，即對(duì)有重疊區(qū)域的多路源視頻數(shù)據(jù)利用拼接算法進(jìn)行拼接，消除重疊區(qū)域，形成寬角度、大視場(chǎng)視頻圖像的技術(shù)。隨著視頻技術(shù)的廣泛應(yīng)用，一方面，單個(gè)攝像頭采集的數(shù)據(jù)已經(jīng)難以滿足各工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用需求，視頻拼接技術(shù)曰益得到重視；另一方面，現(xiàn)存的視頻拼接系統(tǒng)在硬件體積、軟件處理速度以及精確度等方面仍存在許多需要改進(jìn)的地方。針對(duì)以上問題，著眼于視頻

5、拼接技術(shù)在天文觀測(cè)、視頻監(jiān)控、遙感探測(cè)等領(lǐng)域日益廣泛的應(yīng)用，論文對(duì)圖像拼接技術(shù)、視頻拼接技術(shù)進(jìn)行深入研究，初步實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的實(shí)時(shí)視頻拼接系統(tǒng)。論文的主要工作包括：首先，開發(fā)完成基于MATLAB的圖像配準(zhǔn)系統(tǒng)，對(duì)當(dāng)前存在的圖像配準(zhǔn)方法進(jìn)行研究、分析，并完成五種圖像配準(zhǔn)方法的研究及仿真實(shí)現(xiàn)；并針對(duì)視頻拼接系統(tǒng)對(duì)算法實(shí)時(shí)性要求較高的特點(diǎn)，對(duì)各方法在實(shí)時(shí)性、精確度等方面存在的問題予以探討和改進(jìn)；并對(duì)各方法適用范圍，優(yōu)、缺點(diǎn)進(jìn)行分析。其次，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于C語言的視頻拼接系統(tǒng)。論文基于對(duì)各圖像配準(zhǔn)方法的研究及對(duì)比，提出一種具有較高精確度、較快處理速度的圖像拼接算法：F．SIFT算

6、法；并以F—SIFT算法為核心，改進(jìn)現(xiàn)有圖像拼接流程，開發(fā)完成對(duì)位置、角度、尺度變換具有普遍適用性的C語言實(shí)時(shí)視頻拼接系統(tǒng)。最后，基于Atlys開發(fā)平臺(tái)，結(jié)合FPGA在實(shí)時(shí)信號(hào)處理、運(yùn)算等方面的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了一種基于嵌入式的視頻圖像拼接系統(tǒng)：系統(tǒng)的硬件平臺(tái)主要實(shí)現(xiàn)多路攝像頭視頻數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、編碼輸出等工作；軟件平臺(tái)利用實(shí)時(shí)性強(qiáng)的視頻拼接算法，把多路源視頻圖像拼接成為一幅大場(chǎng)景、寬角度的視頻，提供良好的視覺體驗(yàn)。論文對(duì)圖像拼接技術(shù)、視頻拼接技術(shù)進(jìn)行深入研究，改進(jìn)了圖像配準(zhǔn)方法的流程，設(shè)計(jì)了一種適用面廣、具有較高實(shí)時(shí)性的視頻拼接方法，并實(shí)現(xiàn)了基于嵌入式的視頻拼接系統(tǒng)，能夠完成視頻采集、處理

7、、編碼輸出等任務(wù)。經(jīng)過測(cè)試，結(jié)果達(dá)到預(yù)期要求，能夠滿足實(shí)時(shí)性視頻拼接的需要，并能夠應(yīng)用于各相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域。關(guān)鍵詞：圖像拼接技術(shù)，視頻拼接技術(shù)，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列，片上可編程系統(tǒng)，嵌入式系統(tǒng)ABSTRACTTheDesignandRealizationofaVideoMosaicingSystemonFPGA—VideomosaicingtechnologyistheonethatnamelYtosplicingthemultipleso