基于FPGA的自适应实时视频梯形矫正系统设计与实现

摘要

针对监控系统中由于摄像机与监控画面不垂直导致显示画面梯形畸变的问题,提出一种自适应实时视频梯形矫正系统的硬件结构设计方案。首先,对每帧画面依次进行灰度变换、边缘检测、形态学开运算等一系列预处理;接着,基于Hough变换提取画面中梯形畸变的轮廓;然后,根据梯形畸变轮廓确定四对映射点坐标,并运用连接点法计算矫正参数;最后,运用灰度插值法得到矫正图像。整个过程利用流水线和乒乓缓存结构对算法进行了优化,利用视频时序中的场消隐时间进行计算,在大幅减少硬件资源消耗的同时提高了算法效率,并在ALINX AX7103 FPGA硬件开发平台上加以实现。实验结果表明在视频分辨率为640×480、刷新率为60 Hz的情况下,系统能够很好地矫正梯形畸变范围在±30°以内的监控画面,矫正精度为1°,基本满足监控系统的自适应性、实时性等要求。