基于CUDA的實時電子穩(wěn)像研究.pdf

1、電子穩(wěn)像技術(shù)(EIS)的目的是將視頻中不穩(wěn)定的抖動分量提取出來，通過運動補償來減輕或者消除非正常抖動，以獲得較為穩(wěn)定的視頻輸出。該系統(tǒng)主要由圖像預(yù)處理、運動估計和運動補償三個部分組成。其中視頻序列幀間的運動矢量估計最為關(guān)鍵，花費的時間也最長，所以能否實現(xiàn)運動矢量的準確及快速估計，很大程度上影響著電子穩(wěn)像系統(tǒng)的整體性能。
　　隨著圖形處理單元GPU的出現(xiàn)，使得利用軟件與硬件相結(jié)合的技術(shù)來實現(xiàn)算法的加速成為可能。鑒于NVIDIA公司的

2、統(tǒng)一計算設(shè)備架構(gòu)(CUDA)技術(shù)擁有強大的數(shù)據(jù)處理能力和較好的可編程性，本文著重對CUDA的并行編程方法進行研究，對其工作原理、體系結(jié)構(gòu)和并行處理機制進行了詳細討論。
　　本文首先對電子穩(wěn)像技術(shù)的應(yīng)用前景和發(fā)展現(xiàn)狀進行了詳細的介紹，對電子穩(wěn)像技術(shù)的基本理論、基本方法和處理過程進行了詳細的介紹。論文提出了一種基于SURF特征檢測和kalman預(yù)測器相結(jié)合的電子穩(wěn)像算法。該算法利用CUDA并行編程對算法中計算密集度高的數(shù)據(jù)進行加速處理

3、，并根據(jù)每一個程序模塊自身的特點及待處理數(shù)據(jù)的特點對程序代碼做了有針對性的優(yōu)化。經(jīng)優(yōu)化的CUDA程序運行時間大大縮短，成功實現(xiàn)了實時處理。
　　利用光流算法計算出的運動矢量具有精度高的特點，對運動估計和物體檢測領(lǐng)域有很高的研究價值。然而，光流算法理論復(fù)雜數(shù)據(jù)量較大，實時性較差，這在很大程度上降低了其在實際應(yīng)用中的應(yīng)用價值。本文采用CUDA并行編程實現(xiàn)了具有魯棒性的光流算法，大大提升了光流算法的運算速度，為將其實用化奠定了基礎(chǔ)。