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摘要由于计算机技术以及机器视觉的快速发展，视频采集及视频融合处理已变得尤为重要，尤其是图像融合技术已成为数据融合的一个重要的分支，在军事领域，医学领域以及民用领域均取得广泛而深远的应用。本文旨在完成多格式视频采集及对采集视频的实时融合处理。 本文首先分别叙述了视频采集和图像融合技术的研究现状与发展趋势，着重阐述了图像融合技术的研究背景与意义，之后详细地介绍了高速并行图像采集系统的硬件及图像处理软件。然后通过算法学习、分析设计以及程序编写和调试，借助OpenCV 工具库在VS2012 平台上实现对多格式视频的采集和对采集的两路视频进行实时融合的处理，并且在硬件系统中得到进行实际验证。最后根据融合结果的分析评价，针对 Laplace 金字塔融合算法，提出一种优化改进算法。31013
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毕业论文关键词 视频采集 OpenCV 实时处理 加权平均融合 金字塔融合
Title The research on multi-format video capture and image fusion algorithm based on OpenCV
Abstract Currently due to the rapid development of computer technology and machine vision, Video capture and video fusion processing have become particularly important，especially the image fusion technology which has become an important essential branch of data fusion. It has achieved widespread and profound application in the military field，medical field and civilian field . The purpose of this paper is to perform multiple formats of video capture and real time fusion processing of the video. This paper firstly describes the research status and development trend of video capture and image fusion technology, emphatically expounds the research background and significance of image fusion technology.And then introduces the hardware of high-speed parallel image capture system and image processing software in detail. After algorithm study, analysis and Programming and debugging ，With the tools of OpenCV toolkit and VS2012 platform, this paper finally realized the function of multiple formats of video capture and real-time fusion processing of the two way video captured and got the actual verification in the hardware system. Finally based on Laplace pyramid fusion algorithm, this paper proposes a optimization algorithm according to the analysis of the fusion results.
Keywords video capture OpenCV real-time processing weighted average fusion laplacian pyramid fusion
目次
1引言1
1.1视频采集的研究意义及发展趋势„1
1.2图像融合的研究意义及研究现状„1
1.3本文的研究背景„5
1.4主要工作内容„5
2视频采集与处理的软硬件平台„6
2.1多格式视频信号输出前端系统的主要构成„6
2.2多格式视频采集系统的主要构成9
2.3主控计算机„10
2.4图像处理软件10
3视频采集及图像融合处理原理介绍12
3.1多格式视频采集原理„12
3.2融合算法原理12
3.3融合处理的性能评价„17
4视频采集及图像融合处理的实现„20
4.1多格式视频采集的实现20
4.2融合处理的编程实现及硬件验证21
4.3Laplace金字塔融合算法改进25
结论„29
致谢„30
参考文献„31
本科毕业设计期间发表的学术论文32
1 引言 1.1 视频采集的研究意义及发展趋势 视频采集就是将模拟视频转换为数字视频后能按照数字信号数据保存在计算机中。在进行视频采集工作时，其核心设备就是视频采集卡，采集卡的具体作用就是将摄像机、LD 视盘机、录像机等能够输出模拟视频信号的数据源，通过模拟数字转换设备处理后转换成为二进制的数字信息数据保存在计算机中，可供后期的不同要求进行编辑处理。 随着计算机技术以及机器视觉的迅速发展，视频采集技术已经广泛应用在各行各业之中，具有很高的研究价值以及发展前景。视频采集目前主要应用在安防监控、医学影像、虚拟现实、智能交通、安检 X光机、雷达图像信号、医疗X光机、工业检测、工业监控等领域。 目前多媒体行业用户的需求逐步提高，数码设备均朝着高清方向发展并得以实现普及，从而使得高清成为了当下视频采集的发展主题。高清摄像机和大屏显示设备的大量使用，使得视频采集的要求越来越高，例如：视频图像画质高清晰度，画面的高分辨率，足够快的采集帧率，丰富的色彩，稳定的性能以及实时性能等。 1.2 图像融合的研究意义及研究现状 1.2.1 图像融合的研究意义 近几年传感器技术快速发展，其主要的发展趋势大都为多传感器模式取代单一的可见光传感器模式 [1]。每种传感器的正常工作均需要在不同的条件以及适宜的工作环境之下，并且它们都具有不同的作用与功能、不同的成像原理以及不同的波长工作范围。在获取图像数据信息时，若是仍然使用传统的单独的传感器， 得到的数据信息已经很难达到实际的应用目的。因此，为了对被观察目标进行更加可靠的观测，可以充分的运用多源数据的优势。各种各样的数据融合技术的迅速发展就是对多源数据运用的实现，数据融合技术充分地利用了数据的复杂性与完整性，能够将多传感器获得到的全面的数据信息融合到一个新的数据集当中。目前数据融合技术中的一个重要组成部分就是图像融合技术，是在 20 世纪 70 年代后期被提出的一个全新概念，该技术一共涉及到多光谱图像处理、数字信号处理、多传感器技术、计算机和人工智能的现代高新技术。