全景视频生成算法、架构与实况直播系统

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1、摘要摘要全景视频是比全景图更高级的一种虚拟现实技术，它使用数个摄像机联合拍摄周围180度或360度的景物，并通过全景缝合的手段，将数个摄像机所拍摄到的数个视频合成为一体，生成全景视频，真实地再现了摄像机群周围的实况全景。本篇文章既涉及较为深入的理论算法研究，又有计算机技术架构上的创新，还包括对全景视频在应用上的开发，同时还讨论了多摄像机群的部署上的问题。在理论算法的研究上，本文借鉴了全景图的生成算法，提出了一套全景视频的生成算法，它包括多视频流同步、色彩融合、透视变换以及全景视频生成4个流程。本文在多视频流同步和色彩融合的问题上，提出了一

2、套多视频流的同步方案和一套针对无重合区域的色彩融合算法，并给出了采用此方案和算法的结果。在计算机工程上，本文提出了一套用于生成全景视频的高性能计算架构。它采用图形处理器作为协处理器，将全景视频生成算法的大部分工作移交到图形处理器完成，使原本需要数个中央处理器才能完成的计算任务，用一个图形处理器即可胜任，极大地降低了中央处理器的使用个数。在全景视频的应用上，本文建立了一套全景实况直播系统。它是将全景视频与IPTV技术结合起来，将生成的全景视频通过剪裁、压缩编码、传输等步骤，发送给远程的观众。因为全景视频，远程的观众在观看现场节目时，可以自由

3、地观看他们感兴趣的区域，摆脱了以往摄像师控制视野的束缚，让观众如身临其境般，左顾右盼。这种技术将改变传统电视直播方式，产生一种新的全景直播方式，为电视直播技术拉开崭新的一幕。关键字：全景视频；通用GPU；多摄像机；直播系统；北京T业大学工学硕+学位论文AbstractPanoramicvideosareavirtualrealitytechnologymoreadvancethanpanoramicimages．Theyusemulti—camerastocapture180or360surroundings，andstitchthemu

4、lti—videosintowide—angle，highresolutionpanoramicvideos，whichrecreaterealenvironmentsofthesurroundingsofthecameras．Thisdissertationresearchesonthetheoryalgorithms、computerengineering，aswellastheapplicationsofthepanoramicvideo．Ontheresearchoftheoryalgorithms，thisdissertatio

5、nreferencingthealgorithmsofthepanoramicimagegeneration，proposeanalgorithmofthepanoramicvideogeneration，whichincludingmulti—videosynchronization，colorblending，perspectivetransformationandpanoramicvideogeneration．Inthefieldofmulti—videosynchronizationandcolorblend，wepropose

6、asynchronizationsolutionandacolorblendalgorithmonthenone-overlappingareas．Ontheresearchofcomputerengineering，thisdissertationproposeshigh—performancearchitecturetogeneratingpanoramicvideos．Thisarchitectureadoptsgraphicprocessorastheassistprocessortodothemostworksonthepano

7、rammicvideogenerating,whichgreatlyreducedtherequirementnumberofthecentralprocessors．Ontheapplicationsofthepanoramicvideo，thisdissertationbuildapanoramiclivebroadcastsystem．whichcombiningthepanoramicvideowith口TVtechnology,diliveringthepanoramicvideostotheremoteviewersthrou

8、ghtheprocessesofdipping，encodingandnetworksending．Becauseofthepanoramicvideos，theremoteviewersha