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雙攝像頭的實時視訊拼接及目標跟蹤(二)

視訊拼接演算法

視訊拼接思想及總體框圖

影象拼接是視訊拼接的基礎,是將多張影象生成一張全景圖,衡量的指標主要在於全景圖的質量,而對拼接速度的要求並不高。對於視訊拼接而言,視訊流的輸入是源源不斷的,需要將多個攝像頭採集的圖片進行拼接,每個攝像頭的影象幀序列必須一一對應(時間一致性),即保證每次輸入的對應的待拼接圖片是在同一時刻進行採集的, 圖片之間幾乎不存在時間差,否則,當有運動物體在待拼接影象幀的重合區域時,將會導致許多誤匹配,拼接影象將會產生嚴重的虛影和模糊現象,甚至無法匹配導致影象拼接失敗。

在對應好相應影象拼接幀後,利用上一章介紹的影象拼接演算法進行影象拼接,可以保證影象拼接的質量。但是在保證質量的同時,也要兼顧拼接速度。考慮到實用性,此影象拼接演算法耗費的時間過多,根本無法用來做視訊拼接,因此需要對演算法進行優化,都思路進行拓展。 其中優化措施有以下幾點:

  1. 固定攝像頭位置,保證相機引數不改變。
  2. 開啟攝像頭,採集影象,為了消除攝像頭剛開始採集影象時,攝像頭之間存在一定的初始化時間差異這一現象,先等待攝像頭穩定,再讀取攝像頭影象幀進行影象拼接,此拼接影象作為視訊拼接的背景幀,選取的背景一定要是靜態的。
  3. 對後續幀序列,由於相機位置是固定的,可以不再進行特徵點提取、匹配、篩選以及相機引數計算等步驟,即變換矩陣不再逐幀計算,而是利用背景幀的拼接引數做處理,只對後續幀序列進行影象融合,從而生成拼接視訊流。

通過該思路可看出,後續對應幀的拼接速度僅僅取決於影象融合的速度,也即是影象融合的速度決定視訊拼接的速度。因為省去了每一對應影象幀的影象配準和影象變換,只進行影象採集,影象預處理和影象融合,大大減少了視訊拼接的時間,提高了拼接影象的幀率。在兼顧質量的同時,也提高了速度。

對於首幀背景幀影象,流程框圖如下:

在這裡插入圖片描述

生成背景幀之後,對後續幀的處理,流程如下,

在這裡插入圖片描述