基于全视行车记录仪与倒车影像一体机

蔡添航 张哲宁 陈键 陶彦俊

摘 要：针对现有单一摄像头的行车记录仪水平视角普遍小于80°状况，本文介绍了一种视频拼接的视频辅助驾驶系统，该系统利用三个摄像头分别实时采集车辆周边信息，然后在计算机平台上，利用SURF算法，将同一时刻三个摄像头采集的不同角度的视频帧图像中，具有相同特征值信息的区域，拼接成一幅具有180°视角的视频图像，然后按照视频信号的处理方式，整合成视频流，显示在指定的显示屏上。以此帮助汽车驾驶员更好的了解汽车周边的实际情况，给驾驶者直观的视角效果，有效地降低安全隐患的发生，从而辅助驾驶员安全驾驶。相比市面上功能齐全、价钱昂贵的辅助驾驶系统，本设计简单实用，经济实惠。该设计方案经实践证明，拼接的视频图像效果达到设计要求，呈现的180°画面时延较短、失真较小，从而实现视频辅助驾驶功能。

关键词：行车记录仪；视频拼接

视频和图像是对真实世界的客观和可视描述。 这是人类信息最直观，最具体的形式，和不可缺少的信息载体。 现在是一个高速率信息社会中，遍布互联网的生活。人们随着微电子和网络通讯技术的快速发展和生活水平的提高，数码相机，摄像机等视频采集监控设备已经不再是专业人士专属的[3]。融入大众中，在生活中随处可见，走进千万家。

它作为信息传播的代表信息载体，视频已成为我们生活中必不可缺的一部分，它渗透到工作，学习和娱乐的各个方面。 但是，在我们日常生活中，为了获得完整的场景，需要通过变焦来调节摄像机的焦距，并获得有着宽阔视觉的场景图像。 但是摄像机的视野是固定的，视频的分辨率与场景成反比降低了视频图像的分辨率之后，就可以获得更大拍摄场景。与此相反，为了增加拍摄场景的分辨率，就需要将相机镜头缩放来减少镜头的视野，可是这种方法并没有得到一个完整的场景图。尽管使用诸如鱼眼镜头之类的特殊设备可以部分地解决这个问题，但是这些设备价钱非常昂贵，而且所捕获的视频图像的边缘扭曲，失真。并且这种扭曲变形不可避免的。而且也不能被人眼自然接受。由此可见，大视场拼接必将会成为视频拼接技术研究的热点，现在虚拟现实有着很大的热度，作为关键技术，它会是VR领域的未来发展趋势。除此之外，在軍事领域，航空，安防方面，视频拼接都发挥着重大的作用，并被广泛使用。将好几张不同角度或者不同位置的图片通过图像拼接技术合成一张大角度图片，2013年，图像拼接技术迎来了第二春。

本系统要求设计一套软件，该软件能够实时显示汽车前身四周的影像和倒车影像功能。前车影像可以通过切换为倒车影像，车往前开和往后倒车，都是利用摄像头捕捉信息。要想形成一个将近180度的影像，实质性就是视频拼接功能。

根据设计方案要求：该软件系统能帮助硬件实现车辆运行过程中车前身180度影像和倒车180度影像，需要时可回放有关影像。按照要求，要想形成180度的视觉，靠单个摄像头是不行的，普通摄像头视觉角度为五六十度，本系统预拟采用三个摄像头，安置在同一水平面上，两个安装在左右后视镜上，还有一个安装在中间车前盖上。摄像头的安装位置见图3-1显示：

图像拼接的流程图如下显示：

在这里对上面图片拼接流程进行简要解释：

（1）图像预处理：数字图像处理的基本操作，如直方图匹配，定期滤波和原始图像增强，可以拼接图像。为拼接打下了基础。

（2）图像配准：这是整个。图像拼接的效果质量是由配准的准确性来的，越准确效果越好。第一步是找到待配准的图像和参考模板的相应点，紧接着根据对应关系新建数字转换模型。此过程的核心是找到一个合适的模型，使得图像间转换。转换到参考图像的坐标系后，重叠区域就跟着确定下来了。

（3）图像合成：将转换模型确定下来之后，凭借重叠区域的信息将图像拼接，在全集中可视化显示。由于地形或拍摄条件或记录结果的细微差异，图像灰度级或亮度的差异始终存在记录错误，以减少残余失真或失真。选取合适的图像拼接方案可以影响拼接的效果。