基于全視行車記錄儀與倒車影像一體機

蔡添航 張哲寧 陳鍵 陶彥俊

摘 要：針對現有單一攝像頭的行車記錄儀水平視角普遍小于80°狀況，本文介紹了一種視頻拼接的視頻輔助駕駛系統，該系統利用三個攝像頭分別實時采集車輛周邊信息，然后在計算機平臺上，利用SURF算法，將同一時刻三個攝像頭采集的不同角度的視頻幀圖像中，具有相同特征值信息的區域，拼接成一幅具有180°視角的視頻圖像，然后按照視頻信號的處理方式，整合成視頻流，顯示在指定的顯示屏上。以此幫助汽車駕駛員更好的了解汽車周邊的實際情況，給駕駛者直觀的視角效果，有效地降低安全隱患的發生，從而輔助駕駛員安全駕駛。相比市面上功能齊全、價錢昂貴的輔助駕駛系統，本設計簡單實用，經濟實惠。該設計方案經實踐證明，拼接的視頻圖像效果達到設計要求，呈現的180°畫面時延較短、失真較小，從而實現視頻輔助駕駛功能。

關鍵詞：行車記錄儀；視頻拼接

視頻和圖像是對真實世界的客觀和可視描述。 這是人類信息最直觀，最具體的形式，和不可缺少的信息載體。 現在是一個高速率信息社會中，遍布互聯網的生活。人們隨著微電子和網絡通訊技術的快速發展和生活水平的提高，數碼相機，攝像機等視頻采集監控設備已經不再是專業人士專屬的[3]。融入大眾中，在生活中隨處可見，走進千萬家。

它作為信息傳播的代表信息載體，視頻已成為我們生活中必不可缺的一部分，它滲透到工作，學習和娛樂的各個方面。 但是，在我們日常生活中，為了獲得完整的場景，需要通過變焦來調節攝像機的焦距，并獲得有著寬闊視覺的場景圖像。 但是攝像機的視野是固定的，視頻的分辨率與場景成反比降低了視頻圖像的分辨率之后，就可以獲得更大拍攝場景。與此相反，為了增加拍攝場景的分辨率，就需要將相機鏡頭縮放來減少鏡頭的視野，可是這種方法并沒有得到一個完整的場景圖。盡管使用諸如魚眼鏡頭之類的特殊設備可以部分地解決這個問題，但是這些設備價錢非常昂貴，而且所捕獲的視頻圖像的邊緣扭曲，失真。并且這種扭曲變形不可避免的。而且也不能被人眼自然接受。由此可見，大視場拼接必將會成為視頻拼接技術研究的熱點，現在虛擬現實有著很大的熱度，作為關鍵技術，它會是VR領域的未來發展趨勢。除此之外，在軍事領域，航空，安防方面，視頻拼接都發揮著重大的作用，并被廣泛使用。將好幾張不同角度或者不同位置的圖片通過圖像拼接技術合成一張大角度圖片，2013年，圖像拼接技術迎來了第二春。

本系統要求設計一套軟件，該軟件能夠實時顯示汽車前身四周的影像和倒車影像功能。前車影像可以通過切換為倒車影像，車往前開和往后倒車，都是利用攝像頭捕捉信息。要想形成一個將近180度的影像，實質性就是視頻拼接功能。

根據設計方案要求：該軟件系統能幫助硬件實現車輛運行過程中車前身180度影像和倒車180度影像，需要時可回放有關影像。按照要求，要想形成180度的視覺，靠單個攝像頭是不行的，普通攝像頭視覺角度為五六十度，本系統預擬采用三個攝像頭，安置在同一水平面上，兩個安裝在左右后視鏡上，還有一個安裝在中間車前蓋上。攝像頭的安裝位置見圖3-1顯示：

圖像拼接的流程圖如下顯示：

在這里對上面圖片拼接流程進行簡要解釋：

（1）圖像預處理：數字圖像處理的基本操作，如直方圖匹配，定期濾波和原始圖像增強，可以拼接圖像。為拼接打下了基礎。

（2）圖像配準：這是整個。圖像拼接的效果質量是由配準的準確性來的，越準確效果越好。第一步是找到待配準的圖像和參考模板的相應點，緊接著根據對應關系新建數字轉換模型。此過程的核心是找到一個合適的模型，使得圖像間轉換。轉換到參考圖像的坐標系后，重疊區域就跟著確定下來了。

（3）圖像合成：將轉換模型確定下來之后，憑借重疊區域的信息將圖像拼接，在全集中可視化顯示。由于地形或拍攝條件或記錄結果的細微差異，圖像灰度級或亮度的差異始終存在記錄錯誤，以減少殘余失真或失真。選取合適的圖像拼接方案可以影響拼接的效果。