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CUDA并行计算下基于扩展SURF的多摄像机视频融合方法
  • ISSN号:0469-5097
  • 期刊名称:《南京大学学报:自然科学版》
  • 时间:0
  • 分类:TP317[自动化与计算机技术—计算机软件与理论;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]中国矿业大学计算机学院,徐州221116, [2]郑州煤炭工业集团有限责任公司,郑州450042
  • 相关基金:国家自然科学基金(61402483,61572505,U1261201); 中国博士后基金(2014M551696); 中央高校基本科研业务费专项资金(2013XK10); 江苏省产学研前瞻性项目(BY2015023-05)
中文摘要:

在多摄像机视频融合过程中,需要对多个摄像机获取的视频中的每一帧图像进行大量诸如特征提取、图像配准、图像融合等高复杂度的计算,占用大量的运算时间,这对视频融合的实时性要求是一个很大的挑战.基于CUDA(Compute Unified Device Architecture)并行计算框架,提出了一种快速、可靠的多摄像头视频融合方法,该方法首先利用基于局部环形扩展及颜色描述子的SURF(speeded up robust features)特征提取方法提取图像特征点;其次采用基于分块相似性度量的k-d树(k-维树)多图像自动特征匹配算法进行图像与特征点的匹配;然后使用RANSAC(Random Sample Consensus)算法计算变换矩阵;最后使用多频率融合算法进行多摄像机视频融合,得到流畅的大视场视频.整个多视频融合过程使用CUDA进行并行加速,并在多个不同场景与摄像机数量下的实验验证了本文算法的实时性与有效性.

英文摘要:

In the process of multi-camera fusion,it is necessary for each frame image acquired by multiple cameras to carry out a large number of image processing operations,such as feature extraction,image registration and image fusion.These operations take up a lot of computing time and are difficult to meet the requirements of real-time video fusion.This paper proposes a fast and reliable fusion method with multi-video camera based on CUDA(Compute Unified Device Architecture)parallel computing framework.This method firstly uses the extracting method of characteristics of SURF(speeded up robust features)which is based on partial annular extension and color descriptors to extracted image feature points;secondly,based on the block similarity measure tree,uses multi-image auto matic featurematching algorithm tomatch the images and the feature points;and then uses the RANSAC(Random Sample Consensus)algorithm to calculate the transformation matrix.Finally,multi-frequency fusion algorithm is used for multi-camera fusion.At the same time,the whole multi-video fusion process uses CUDA to carry on the parallel acceleration.The real-time and the effectiveness of the proposed algorithm are verified by experiments with a number of different scenarios and cameras.

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期刊信息
  • 《南京大学学报:自然科学版》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:南京大学
  • 主编:龚昌德
  • 地址:南京汉口路22号南京大学(自然科学版)编辑部
  • 邮编:210093
  • 邮箱:xbnse@netra.nju.edu.cn
  • 电话:025-83592704
  • 国际标准刊号:ISSN:0469-5097
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1169/N
  • 邮发代号:28-25
  • 获奖情况:
  • 中国自然科学核心期刊,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:9316