基于ap soc平台的宽幅视频处理系统的研究与实现

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1、中文图书分类号：TP368密级：公开UDC：004学校代码：10005硕士学位论文MASTERALDISSERTATION论文题目：基于APSoC平台的宽幅视频处理系统的研究与实现论文作者：杨利平学科：计算机科学与技术指导教师：韩德强论文提交日期：2016年6月UDC：004学校代码：10005中文图书分类号：TP368学号：S201307024密级：公开北京工业大学工学硕士学位论文题目：基于APSoC平台的宽幅视频处理系统的研究与实现英文题目：RESEARCHANDIMPLEMENTATIONOFWIDEFIELDOFVISIONVI

2、DEOPROCESSINGSYSTEMBASEDONAPSOCPLATFORM论文作者：杨利平学科专业：计算机科学与技术研究方向：计算机系统结构申请学位：工学硕士指导教师：韩德强高级实验师所在单位：计算机学院答辩日期：2016年6月授予学位单位：北京工业大学独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均

3、已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：杨利平日期：2016年6月2日关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：杨利平日期：2016年6月2日导师签名：韩德强日期：2016年6月2日摘要摘要随着电视传媒技术的发展与市场需求的不断多样化，传统视频媒体面临交互方式的多样性、广泛性变革，由此带来了全方位的技术升级。宽幅视频摄录技术已经成

4、为计算机视觉、虚拟现实等领域的研究热点，在视频会议、智慧交通、家庭娱乐等方面有广泛的应用。宽幅视频摄录是基于计算机视觉与图像处理技术的整合，其本质就是图像拼接技术，必然与图像传感器技术及图像算法研究密切相关，并且对于实时性有较高要求。因此，在该领域的技术实践还需要关注平台的处理性能。目前市场上普遍采用单目鱼眼镜头捕获全景图像的嵌入式平台方案，以及多通道图像采集拼接形成全景的通用计算机平台方案。前者对于镜头工艺要求高且存在较大的畸变，而后者凭借性能优势获得良好的效果，但设备体积庞大且价格昂贵。当今市场上仍就缺乏一款高性价比的便携式实时视频

5、拼接设备。本文的研究目标是基于对实时视频拼接技术的研究，依托APSoC硬件架构的优势，设计并实现一套较为完整的宽幅视频处理系统。以ZynqAPSoC为核心的视频处理硬件平台，在双ARMCortex-A9核处理器上多线程处理程序的协同调度下，凭借片内FPGA硬件加速能力，实现多通道的图像实时采集与预处理、投影变换、图像融合，进而形成完整的宽幅视频画面。远程视频监控端通过网络实现特定视野区域的视频监视。本文的研究内容主要由软硬件两部分构成。从功能需求出发，硬件部分详细论述了视频处理系统板的硬件设计与实现过程，包括FPGA片外多通道图像采集、

6、本地显示、网络通信等模块的硬件方案设计，以及信号完整性论证等内容。软件部分介绍图像拼接理论和算法的具体实现，包括宽幅图像拼接过程的算法分析、图像处理部分的HLS硬件加速IP核设计、FPGA片内系统的构建、Linux系统定制与驱动程序开发、基于OpenCV视觉库的视频摄录处理程序及远程视频监控程序的开发等内容。关键词：宽幅视频拼接；全可编程片上系统；高级综合；IP核；OpenCVIAbstractAbstractWiththedevelopmentofTVmediatechnologyanddiversificationofmark

7、etdemands,traditionalvideomediafacinginteractivemediachangeofdiversityanduniversality,itbringsfulltechnologyupgrade.Wide-fieldrecordingtechnologyhasbecomeahotresearchtopicinthefieldofcomputervision,virtualrealityandsoon,widelyusedinsuchareaslikevideoconference,intelligen

8、ttransportation,homeentertainment.Wide-fieldrecordingisbasedonintegrationofcomputervisionandimageproces