[发明专利]使用硬件电路对鱼眼镜头所成图像实时矫正和拼接的系统

权利要求书

1.使用硬件电路对鱼眼镜头所成图像实时矫正和拼接的系统，其特征在于，该系统包括：

光学镜头单元（1），所述光学镜头单元（1）包括至少一个鱼眼镜头，所述鱼眼镜头为视场角不小于180°的半球面体，其用于采集一个或多个空间方位的光信号；

与光学镜头单元（1）连接的图像传感器单元（2），所述图像传感器单元（2）包括至少一个图像传感器，所述图像传感器用于采集鱼眼镜头所成图像；

与图像传感器单元（2连接的图像矫正和拼接单元（3），所述图像矫正和拼接单元（3）使用硬件实现，它包括实时处理器件和存储器件两个部分，实时处理器件由FPGA或CPLD等通用型可编程器件或以ASIC技术实现的专用型集成电路构成，所述实时处理器件用于矫正所述鱼眼镜头所成图像中的畸变，将鱼眼球面图像展开为适合观看的平面图像，同时在系统存在多路鱼眼镜头所成图像时，对各个图像进行无缝拼接，所述存储器件用于存储矫正或拼接过程中所用到的数据表以及图像数据的缓冲；

与图像矫正和拼接单元（3）连接的图像数字处理单元（4），所述图像数字处理单元（4）完成矫正或拼接后的图像数据的采集、预处理、编码、压缩，并最终输出实时全景视像信号。

2.根据权利要求1所述的使用硬件电路对鱼眼镜头所成图像实时矫正和拼接的系统，其特征在于：所述系统还包括附属单元，该附属单元包括电源、时钟、调试以及通讯接口；

所述电源单元包括充电管理模块、电源电平转像模块以及上电顺序管理模块；

所述时钟单元包括外部时钟单元及部分器件的内部时钟单元；

所述调试单元包括器件集成的调试接口以及自定义的调试信息输入输出接口；

所述通讯接口单元将实时视像信号通过WIFI模块、4G或5G模块、LAN模块、FIREWIRE模块、bluetooth模块、USB模块的一种或数种方式发送到后端输出。

3.根据权利要求1所述的使用硬件电路对鱼眼镜头所成图像实时矫正和拼接的系统，其特征在于：所述矫正和拼接单元（3）包括图像采集模块、存储器访问接口模块、图像矫正拼接模块、图像输出模块，所述图像采集模块与图像输出模块之间设置有实时处理器件，所述存储器访问接口模块连接存储器件；

所述图像采集模块分两种图像采集方式：一种是在系统使用单鱼眼镜头构成光学镜头单元时驱动单个图像传感器采集图像信息；另一种是在系统使用多个鱼眼镜头构成光学镜头单元时，则通过硬件实现同步驱动多路图像传感器并行采集图像信息；

所述存储器访问接口模块是通过串行或并行总线接口，按照规定的时序读取存储器中的数据表，或将需要缓冲的图像数据写入存储器；

所述图像矫正拼接模块是通过硬件电路实现的算法，重新分布和修正原始图像各个像素的数据，使其在被矫正或拼接后符合直接观测或特殊观测的需要；

所述图像输出模块是将矫正或拼接后的图像以符合标准的视像格式，向后端的图像数字处理单元输出。

4.根据权利要求1或3所述的使用硬件电路对鱼眼镜头所成图像实时矫正和拼接的系统，其特征在于：所述矫正和拼接单元（3）还包括图像实时矫正和拼接电路，所述图像实时矫正和拼接电路包括：

以FPGA或CPLD可编程器件实现的通用型矫正或拼接处理器件，附加SRAM及FLASH存储单元用于处理过程中数据表以及图像数据的缓冲；

以ASIC技术实现的专用型矫正或拼接处理器件，附加SRAM及FLASH存储单元用于处理过程中数据表以及图像数据的缓冲。

5.根据权利要求4所述的使用硬件电路对鱼眼镜头所成图像实时矫正和拼接的系统，其特征在于：所述图像实时矫正和拼接电路包括三种形态，该三种形态分别是：

以最小单元实现的实时矫正和拼接电路；

以标准单元实现的实时矫正和拼接电路，所述标准单元包括顺次连接的数字化原始图像信息模块、SRAM缓存数据模块、最小单元、SRAM处理后数据模块、格式化标准视像信息模块，FLASH数据表模块连接最小单元；

以一体化单元实现的实时矫正和拼接电路，所述一体化单元包括顺次连接的鱼眼镜头、标准单元、图像数字处理单元。