安卓环境下的鱼眼视频流实时矫正方法设计与实现
发布时间：2021-01-29 06:30
随着智能手机软硬件性能提升和网络带宽的扩容,基于Android平台的鱼眼监控系统,不仅操作简单,而且实时矫正后的鱼眼视频可显著提升视频的可观察性。传统鱼眼相机的畸变矫正算法,计算复杂度高,不能在Android手机平台上实时处理,由于手机平台的功耗和计算能力限制,实现基于Android平台的实时鱼眼视频监控系统存在巨大挑战。针对以上问题,本文采用手机GPU并行加速策略对解码视频图像进行高效处理,实现1280*1280分辨率鱼眼视频流的实时矫正,矫正视频播放流畅无卡顿。本文主要工作如下:（1）研究了鱼眼相机成像原理,对鱼眼相机进行标定。在Android平台上开展了双经度算法与立方盒映射算法的矫正实验研究,对两种算法的性能进行评估。研究结果表明,与双经度算法相比,立方盒映射算法具有更快的训练速度,同时能保证较高的矫正精度,更适用于鱼眼相机视频流的准确矫正。（2）针对立方盒映射算法在Android平台单帧矫正耗时过高的问题,文中采用直接映射法,根据矫正平面像素点与鱼眼图像坐标的映射关系进行映射插值实现了视频的校准,达到缩减矫正时间的目的。为了验证该方法的有效性,通过对单帧分辨率为1280*12...
【文章来源】：桂林电子科技大学广西壮族自治区
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
鱼眼监控下的超市对较大场景进行视频监控，往往需要采用多个相机，置于不同位置不同角度来同
(a) 鱼眼镜头 (b) 鱼眼镜头模型图 2-5 鱼眼镜头与鱼眼镜头模型对于普通相机来说，如果不存在投影失真，则物体的投影过程如公式(2-7)所示而鱼眼相机拥有接近 180°的拍摄视角，所以公式(2-7)中 ω 会接近于 90°，则tanω=∞，显然传统相机的成像模型无法满足鱼眼相机。要挑选出适合鱼眼相机的投影模型要满足以下几个要求[37]：1. 在鱼眼相机的图像平面上，理想像高连续可导；2. 理想像高比实际物体通过投影后的相似像高要小；3. 成像模型尽可能简单，减少在后续矫正工作上计算量。鱼眼镜头几种常用投影模型一般有如下四种：1. 等距投影：像高 r 与 ω 呈线性关系，成像视野很大。但整体成像有一定程度的失真，尤其在图像边缘，失真严重。r f (2-82. 体式投影：该投影模型成像视野可以达到 180°，物体的形状会被还原，但图像边缘会有失真。
图 2-10 LCD 标定板章节 2.2.1 所述，将鱼眼图像二值化后获取鱼眼图像轮廓，鱼眼图像值化获取外接矩形如图 2-12 所示、轮廓提取如图 2-13 所示。鱼眼 0,v 、通过测试椭圆长轴与短轴之比 a/b 计算出焦距纵横比 A ，根据公机 x 方向与 y 方向等效焦距 ,x yf f ，标定结果如表 2-2 所示： 2-11 鱼眼图像图 2-12 鱼眼图像二值化 图 2-13 鱼眼图像轮表 2-2 相机主点坐标、等效焦距与横纵比
【参考文献】：
期刊论文
[1]多几何约束下的鱼眼相机单像高精度标定[J]. 吴军,王玲容,黄明益,彭智勇. 光学学报. 2018(11)
[2]基于Caffe的嵌入式多核处理器深度学习框架并行实现[J]. 高榕,张良,梅魁志. 西安交通大学学报. 2018(06)
[3]基于改进球面透视投影的鱼眼图像畸变校正方法[J]. 王向军,白皓月,吴凡璐,叶秀玲. 图学学报. 2018(01)
[4]鱼眼镜头径向畸变的校正方法[J]. 宋阳,周亚丽,张奇志. 仪器仪表学报. 2017(04)
[5]基于动态圆的鱼眼图像校正算法研究[J]. 马朋飞,穆春阳,马行,李柳群. 科学技术与工程. 2017(07)
[6]基于激光扫描的鱼眼相机三维标定方法[J]. 程梦娇,申夏晶,肖江剑,宋文祥. 光学学报. 2017(03)
[7]基于动态阈值分配的流媒体边缘云会话迁移策略[J]. 姜同全,王子磊,奚宏生. 计算机工程. 2017(01)
[8]中国安防行业“十二五”发展回顾及“十三五”展望[J]. 刘存信. 中国安防. 2016(Z1)
[9]基于优化的鱼眼镜头成像模型的空间点定位[J]. 李海滨,褚光宇,张强,张文明,李雅倩. 光学学报. 2015(07)
[10]基于双经度模型的鱼眼图像畸变矫正方法[J]. 魏利胜,周圣文,张平改,孙驷洲. 仪器仪表学报. 2015(02)
硕士论文
[1]车载全景图像拼接算法研究及系统实现[D]. 付雪冬.电子科技大学 2017
[2]Android系统手机图像去噪技术研究与实现[D]. 闵敏.东南大学 2016
[3]鱼眼双目视觉成像及定位技术的研究[D]. 褚光宇.燕山大学 2016
[4]CPU+GPU多核嵌入式硬件原型系统设计与实现[D]. 刘黎民.电子科技大学 2016
[5]基于嵌入式平台的视频帧率上转换系统的研究与开发[D]. 徐文杰.西安电子科技大学 2015
[6]嵌入式鱼眼视频校正方案的设计与实现[D]. 汪晨.东南大学 2015
[7]基于Android手机客户端的中央空调远程数据监控系统研究[D]. 张瑞卿.厦门大学 2014
[8]基于Android移动三维应用通用架构的研究和实现[D]. 王飞.北京邮电大学 2014
[9]多场景单目标视频监控系统的设计与实现[D]. 张岩.中国科学院大学（工程管理与信息技术学院） 2013
[10]Android手机端远程监控系统的设计与实现[D]. 吴晶.上海交通大学 2012
本文编号：3006436
【文章来源】：桂林电子科技大学广西壮族自治区
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
鱼眼监控下的超市对较大场景进行视频监控，往往需要采用多个相机，置于不同位置不同角度来同
(a) 鱼眼镜头 (b) 鱼眼镜头模型图 2-5 鱼眼镜头与鱼眼镜头模型对于普通相机来说，如果不存在投影失真，则物体的投影过程如公式(2-7)所示而鱼眼相机拥有接近 180°的拍摄视角，所以公式(2-7)中 ω 会接近于 90°，则tanω=∞，显然传统相机的成像模型无法满足鱼眼相机。要挑选出适合鱼眼相机的投影模型要满足以下几个要求[37]：1. 在鱼眼相机的图像平面上，理想像高连续可导；2. 理想像高比实际物体通过投影后的相似像高要小；3. 成像模型尽可能简单，减少在后续矫正工作上计算量。鱼眼镜头几种常用投影模型一般有如下四种：1. 等距投影：像高 r 与 ω 呈线性关系，成像视野很大。但整体成像有一定程度的失真，尤其在图像边缘，失真严重。r f (2-82. 体式投影：该投影模型成像视野可以达到 180°，物体的形状会被还原，但图像边缘会有失真。
图 2-10 LCD 标定板章节 2.2.1 所述，将鱼眼图像二值化后获取鱼眼图像轮廓，鱼眼图像值化获取外接矩形如图 2-12 所示、轮廓提取如图 2-13 所示。鱼眼 0,v 、通过测试椭圆长轴与短轴之比 a/b 计算出焦距纵横比 A ，根据公机 x 方向与 y 方向等效焦距 ,x yf f ，标定结果如表 2-2 所示： 2-11 鱼眼图像图 2-12 鱼眼图像二值化 图 2-13 鱼眼图像轮表 2-2 相机主点坐标、等效焦距与横纵比
【参考文献】：
期刊论文
[1]多几何约束下的鱼眼相机单像高精度标定[J]. 吴军,王玲容,黄明益,彭智勇. 光学学报. 2018(11)
[2]基于Caffe的嵌入式多核处理器深度学习框架并行实现[J]. 高榕,张良,梅魁志. 西安交通大学学报. 2018(06)
[3]基于改进球面透视投影的鱼眼图像畸变校正方法[J]. 王向军,白皓月,吴凡璐,叶秀玲. 图学学报. 2018(01)
[4]鱼眼镜头径向畸变的校正方法[J]. 宋阳,周亚丽,张奇志. 仪器仪表学报. 2017(04)
[5]基于动态圆的鱼眼图像校正算法研究[J]. 马朋飞,穆春阳,马行,李柳群. 科学技术与工程. 2017(07)
[6]基于激光扫描的鱼眼相机三维标定方法[J]. 程梦娇,申夏晶,肖江剑,宋文祥. 光学学报. 2017(03)
[7]基于动态阈值分配的流媒体边缘云会话迁移策略[J]. 姜同全,王子磊,奚宏生. 计算机工程. 2017(01)
[8]中国安防行业“十二五”发展回顾及“十三五”展望[J]. 刘存信. 中国安防. 2016(Z1)
[9]基于优化的鱼眼镜头成像模型的空间点定位[J]. 李海滨,褚光宇,张强,张文明,李雅倩. 光学学报. 2015(07)
[10]基于双经度模型的鱼眼图像畸变矫正方法[J]. 魏利胜,周圣文,张平改,孙驷洲. 仪器仪表学报. 2015(02)
硕士论文
[1]车载全景图像拼接算法研究及系统实现[D]. 付雪冬.电子科技大学 2017
[2]Android系统手机图像去噪技术研究与实现[D]. 闵敏.东南大学 2016
[3]鱼眼双目视觉成像及定位技术的研究[D]. 褚光宇.燕山大学 2016
[4]CPU+GPU多核嵌入式硬件原型系统设计与实现[D]. 刘黎民.电子科技大学 2016
[5]基于嵌入式平台的视频帧率上转换系统的研究与开发[D]. 徐文杰.西安电子科技大学 2015
[6]嵌入式鱼眼视频校正方案的设计与实现[D]. 汪晨.东南大学 2015
[7]基于Android手机客户端的中央空调远程数据监控系统研究[D]. 张瑞卿.厦门大学 2014
[8]基于Android移动三维应用通用架构的研究和实现[D]. 王飞.北京邮电大学 2014
[9]多场景单目标视频监控系统的设计与实现[D]. 张岩.中国科学院大学（工程管理与信息技术学院） 2013
[10]Android手机端远程监控系统的设计与实现[D]. 吴晶.上海交通大学 2012
本文编号：3006436
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