基于InfiniBand集群并行全景图拼接系统设计

全景图拼接是通过对序列图像进行拼接,从而实现对场景全方位环视的技术,是计算机视觉和图像处理的研究热点.针对大规模高分辨率的序列图像拼接,单计算机的拼接效率已经难以满足实际应用需求的问题,提出了一种基于InfiniBand高速网络通信的多机并行架构实现全景图并行拼接的解决方案.首先,对全景图拼接的关键步骤进行并行性分析,将全景图拼接尽可能划分成细粒度和高并行度的子任务;然后,通过并行架构中的控制节点和计算节点进行任务的分配和执行;最后,针对随着图像数据量增大,采用传统的TCP/IP网络传输,计算节点间的数据传输速率低下的问题,设计了基于InfiniBand与TCP/IP结合的高速网络传输模块,有效地提高节点间的传输速率.实验结果表明,在此并行架构上实现的分布式计算,能够有效地提升全景图拼接效率,有明显的实际应用价值.     

一种快速的柱面全景图生成算法

全景图是构造虚拟环境的基本要素之一,本文提出了一种快速的柱面全景图的绘制算法。首先对原始图像进行柱面投影。然后通过对图像重叠部分的对应特征区域进行匹配和拼接来实现图像的无缝拼接。实验表明该算法运算量较小,能有效、快速地生成柱面全景图。     

基于双树复小波的图像镶嵌算法

为保证图像的无缝镶嵌以及清晰度与平滑度一致,提出一种图像镶嵌算法.基于双树复小波近似平移不变性和良好的方向分析能力,在确定初始重叠区域后,利用双树复小波分解结构的层次对应匹配法和Lev-enberg-Marquardt优化算法,逐层求解.求解时先对小波系数进行阈值化处理,在保证匹配精度的同时提高运算速度.结果表明,该算法实现了全景图的自动生成,全景图在视觉上看不出拼接痕迹,达到无缝拼接的效果.     

基于自适应帧采样的视频拼接

针对视频拼接计算量过大的问题,提出了一种分层式自适应帧采样的视频拼接方法。两层帧采样环节分别采用了不同的策略:第1层建立了帧间重叠率和帧间隔的分段线性模型,通过"预测-检验-修正"环节不断的更新采样帧间隔来自适应抽取到满足一定重叠率的准关键帧;第2层在第1层采样的基础上,利用逐帧检测的方法从准关键帧中抽取到满足一定条件的最终关键帧。最后对关键帧进行全景图拼接。与用所有视频帧进行拼接的方法相比,该方法用极少的场景信息损失换取了拼接效率的大幅提高。实验结果表明:该方法对于一般实验场景均能鲁棒地抽取到可靠关键帧,在大幅度降低计算负荷的同时得到高质量的视频全景图。     

分形技术及小波变换在全景图像中的应用

介绍了全景图生成过程,并对图像拼接的关键和难点技术进行了总结.在此基础上提出了一种新的全景图生成算法,该算法首先利用分形技术对图像进行匹配,然后用基于小波分解系数的渐入渐出的融合方法来进行平滑无缝拼接,最后生成全景图.实验结果表明,该算法具有较好的稳定性,能较好地消除拼接痕迹,获得了理想的图像拼接效果.     

基于相位相关法的柱面全景图拼接技术

针对基于图像绘制技术中柱面全景图拼接问题 ,该文研究了利用相位相关法 ,通过对图像作快速傅立叶变换 ,利用频域中的相位信息来实现图像的拼接 ,实验表明该方法大大提高了拼接速度 ,并且能够有效地克服图像间光照变化和相机镜头造成的几何畸变对拼接的影响 ,是一种快速实用的全景图拼接方法     

基于云台标定的快速视频拼接算法

针对视频监控成本高、性能提升受到限制的问题,提出了基于云台标定的快速视频拼接算法:首先利用相位相关法对云台进行标定,利用标定公式能快速计算出任意两个视频帧之间的粗估平移量,然后,在粗估的重叠区域(ROR)用加速鲁棒特性(SURF,Speeded-Up Robust Features)特征匹配算法进行拼接.从实验结果看,该方法不仅大大提高了视频拼接的效率,而且提高了精准度.     

一种全景图客户端快速显示的切片模型与实现

全景技术已经成为三维地理信息系统中不可或缺的部分,为探索网络环境下大幅全景图快速实时显示方法,该文提出一种将全景图进行分片切割的模型,并利用Flex技术根据可视区域进行分级分片加载显示。通过与全图加载显示的速度进行比较,切片模型能够有效提高全景图的加载显示速度。     

基于合成质量预测的单元挑选语音合成优化方法

近年来提出的基于隐Markov模型的单元挑选语音合成方法,较好地解决了传统拼接合成中存在的依赖较多人工干预以及合成效果不稳定性的问题,但该方法在综合不同声学统计模型度量时使用的模型权值无法自动训练获得,且人工优化较为困难。该文提出了一种基于合成质量预测的模型权值优化方法。该方法首先收集较少的人工测听结果并采用多元自适应回归样条构建针对不同权值下合成语音质量的预测模型,然后基于该预测模型利用模式搜索算法自动搜索最优权值。实验证明该方法可以有效优化模型权值并改善合成语音的自然度。     

基于小区域融合的实时视频拼接技术

针对视频拼接实时性的需求, 提出一种利用小区域融合和查表映射实现实时视频拼接的方法. 该方法首先利用颜色校正算法对待拼接摄像头视频进行颜色校正; 然后在初始化阶段估算出图像变换参数和小区域融合权值, 并以索引表的方式保存; 最后在视频拼接阶段利用查表法对视频进行实时拼接. 实验结果表明, 该方法在较好消除残影和拼接缝隙的同时, 能将每帧的平均拼接时间降低至约0.03 s, 并在拼接速度和拼接效果上都较好.     

一种基于Android的智能视频监控系统

为了实现视频监控的智能化,提出了一种基于Android 4.0操作系统的智能视频监控系统的方案,系统具有全景视频采集、图像复原和变换、异常行为检测、高清抓拍、数据回传等功能,采用基于时空特征点的Hessian矩阵检测方法进行异常行为识别,采用满全景拼接的方法实现360°全景呈现,最后设计并实现了该系统.实验结果表明,该系统稳定可靠,携带方便,功能基本实现,有一定应用前景.     

编码孔径相机获取优化全景图的新方法

提出一种利用编码孔径相机拍摄照片并进行全景图拼接的方法. 首次将深度相机和全景摄影结合起来,利用编码孔径相机获得的场景深度信息,可得到只含感兴趣部分的全景图以及细节清晰的全聚焦全景图. 与传统直接将源照片按照几何分布拼接在一起的全景图拼接方法相比,本文方法能够有效去除场景中近景物体在全景拼接中的错误,避免中距离物体破坏远景场景的完整性,同时获得全景图的模糊部分进行优化. 在这个框架下,运用本文方法对各种全景图拼接进行了大量实验,展示了拼接的过程以及拼接结果,结果表明本文提出的计算框架能够有效达到优化全景图的目的.      

基于虚拟平面的广角镜头全景拼接

基于多图像级联拼接的全景成像技术常常使用广角镜头采集源图像。针对非线性的柱面模型、球面模型拼接鲁棒性较差,以及传统平面拼接模型占用存储空间过大的问题,提出一种基于虚拟平面的广角镜头拼接算法。通过将最后显示面进行网格化,并通过虚拟平面间、显示面、原图与虚拟平面间映射关系,找到网格点与原图的对应关系;再对显示面非格点区域进行位置索引插值,完成显示面填充。还通过基于虚拟平面的移动直接线性变换进行拼接优化;并使用级联拼接实现全景。实验证明与移动直接线性变换方法相比,细节效果相当且有速度提升,比柱、球面拼接方法拼接更为鲁棒。     

运动序列图像中目标点的自动定位与跟踪研究

目标跟踪是视频运动图像数据分析前期的一项关键技术,通过对目标点的定位跟踪,以便研究人员在跟踪过程中提取运动目标的相关参数,有助于对视频图像中目标的运动技术进行分析。结合模板匹配快速定位算法与Mean Shift算法,研究了运动图像序列中目标点的自动定位与跟踪问题。实验结果显示,算法具有良好跟踪效果。     

基于灰度累积评价的全景图像自动拼接算法

在已有的全景图像拼接方法中,无论是柱形还是球形,都需要很多人工操作,这使得工作效率低下并且成本高昂.为了实现自动化,提出一种新的拼接方法:把拍摄的照片用一种按纹理中心点进行的球面映射方法来进行纹理投影,考察这样投影后照片的重合带图像,以重合带的差值图像灰度累积平均值为评价参数,计算出纹理中心的最佳位置,并以该位置为拼接条件生成全景图像.该算法适合球形全景和柱形全景图像的拼接.该算法可使程序的全景图像拼接过程完全自动化,从而降低全景图的制作成本.     

基于SURF-球面模型的岩心图像拼接

提出一种基于SURF-球面模型的岩心图像拼接算法。通过特征点匹配,建立球面模型,将待拼接岩心图像投影到同一球面,合并成完整的岩心图像;根据拍摄模式及岩心图像本身的特点,在特征点匹配过程中,使用SURF算法并指定图像特征检测区域,快速提取和匹配特征点;最后进行多分辨率融合,消除拼接缝,完成岩心图像的无缝拼接。实验表明本文的方法在岩心图像拼接中能达到较好的拼接效果。     

采用HEVC的视频内容认证

提出一种基于高效视频编码(HEVC)的视频内容认证算法.根据图像纹理特征产生特征码,将特征码用于修改帧间8×8编码单元的分割模式、帧间预测模式和运动向量,并保留最佳的编码单元分割模式及相应的预测模式和运动向量.实验结果表明:该算法对视频质量影响很小,嵌入水印后码率的变化也很小;同时,该算法具有较好的脆弱性,可以用于视频认证.     

基于运动背景的自适应视频对象分割算法

为解决运动背景中视频对象的准确提取,提出一种基于全局运动的自适应视频对象分割算法。基于特征点计算帧间运动,利用最小二乘法计算摄像机仿射参数进行运动补偿,通过二值开闭重建滤波器进行预处理消除噪声;采用改进的分水岭算法将图像标记成不同的灰度区域,以自适应的光流法对分割的对象信息进行评判,从运动背景中分割出前景对象。实验表明,该算法能准确地从运动背景中分割出视频对象,显著地减少了动态前景对象的分割误差,提高了分割质量,可应用于运动目标检测与跟踪。     

基于预测区域匹配的无人机航拍图像快速拼接

利用无人机侦查拍摄的图像,拼接成整个战场的全景图,方便指挥人员了解战场动态,做出战略决策. 根据无人机航拍图片序列的特点,提出了一种快速精确的拼接方法,即在无人机航拍图片拼接过程中,使用一种创新的匹配对齐策略,根据图片间的重叠率构造估计范围矩形,仅对矩形区域内的特征点进行匹配计算,然后使用图像融合等方法优化拼接效果. 此算法提高了鲁棒性,可在短时间内获得较好的拼接效果. 分别对谷歌地球卫星图片和无人机航拍真实数据进行实验,验证了算法的有效性.