最佳化處理策略之快速消除扭曲演算法
最佳化處理策略之快速消除扭曲演算法
我們的論文（最佳化處理策略之快速消除扭曲演算法；A Quickly Dewarping Algorithm of Optimization Processing Strategy）被 2019 工程科技應用研討會 接受了。 會議地點在台北城市科技大學的工程學院，舉辦日期是西元二零一九年四月十二日。
最近，全景影像的應用逐漸變得越來越有用。優點是一個能夠捕捉360度影像的相機。但是，360度影像是圓形影像。因此，Dewarping技術有助於圓形影像轉換為平面影像。在本研究中，不需要參考額外的信息，如攝像機參數，鏡頭參數，視頻或影像參數等。本研究提出了去扭曲演算法的優化處理策略。策略和演算法進一步改善了性能。快速去扭曲演算法能夠將圓（全景影像）快速變換為平面影像。優化處理策略能夠提高演算法的性能。用於評估性能，本研究中使用的CPU負載。比較其他Dewarping演算法的性能。結果，這項研究在性能方面優於其他Dewarping演算法。
本研究旨在研究去扭曲演算法的快速計算和低CPU負載。 例如，圖2是原始影像。 圖3顯示了本研究的基線。 圖4是研究的結果影像（全景影像）。
表1是比較概覽表[8]。 有六家公司的演算法和我們提出的演算法。 這項研究支持所有魚眼相機和特殊魚眼相機（Cata-Fisheye相機）。 有不同之處在於是否使用GPU。 雖然有兩家公司使用GPU進行去扭曲演算法。 但是，當應用OpenCL來使用GPU時，NUUO的去扭曲演算法的CPU負載為19％。 當源影像的分辨率為1920 x 1440時，我們提出的CPU負載為3.65％。圖5是我們提出的演算法的CPU負載圖。
User additional effort
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Generic De-warp
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Support vendor
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Calibration
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GPU Acceleration
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| NUUO | No need | Yes | All fisheye camera | Default and tool | OpenCL (nVIDIA, ATI, Intel) |
| Milestone | Install plugin by camera vendor | No | Sentry360, VIVOTEK, Samsung | Depends on plugin | No |
| Genetec | Install plugin by camera vendor | No | Sentry360, VIVOTEK | Depends on plugin | No |
| Aimetis | No need | Yes | All fisheye camera | No | No |
| Axxonsoft | No need | Yes | All fisheye camera | No | CUDA (nVIDIA VGA card only) |
| Exacq | No need | No | VIVOTEK, Sentry 360 | No | No |
| Our Proposed | No need | Yes | All fisheye camera, Special fisheye camera[4] |
No | No |
| Kernel Computing Unit | CPU Loading | |
| NUUO [8] | GPU | 19% |
| Our Proposed | CPU | 3.65% |
總結，表2顯示我們的實驗結果具有較低的CPU負載（3.65％）。 通常，在CPU和GPU之間交換影像數據時會產生高CPU負載。 因此，最好的方法是減少影像數據的交換次數。
我們提出的和Atria Logic公司之間的RMSE（均方根誤差）是109.0159。Atria Logic公司的去扭曲演算法沒有填滿整個全景影像。 影像底部有一個黑色範圍。 這是原始影像範圍的捕獲錯誤。 我們提出的可以自動定位原始影像的正確範圍。 然後我們研究的去扭曲演算法是正確的，以填充整個全景影像。 我們的研究沒有黑色範圍。
這項研究表明，它具有很高的可用性和較低的CPU負載。 未來的工作是進一步校準。 該研究的CPU負載較低。 因此，這項研究有很大的進步空間。 首先，增加校準能力。 其次，本研究的演算法應該在GPU上實現，並期望它比本研究的CPU版本更好。
Reference
[1] F. A. van den Heuvel, R. Verwaal, and B. Beers, "Calibration of Fisheye Camera Sys-tems and the Reduction of Chromatic Aber-ration," International Archives of Photo-grammetry, Remote Sensing and Spatial In-formation Sciences, Dresden, Germany, vol. XXXVI, Part 5.
[2] P. Dhane, K. Kutty, and S. Bangadkar, "A Generic Non-Linear Method for Fisheye Correction," International Journal of Com-puter Applications (0975 – 8887), vol. 51, no. 10, pp. 58-65, Aug. 2012.
[3] M. Friel, C. Hughes, P. Denny, E. Jones, and M. Glavin, "Automatic Calibration of Fish-Eye Cameras from Automotive Video Se-quences," IEEE Trans. Intelligent Transport Systems, vol. 4, no. 2, pp. 136-148, Jun. 2010.
[4] G. Krishnan and S. K. Nayar, "Cata-Fisheye Camera for Panoramic Imaging," Applica-tions of Computer Vision, 2008. WACV 2008. IEEE Workshop on, Copper Mountain, CO, USA, 2008, pp. 1-8.
[5] A. L. Brown, T. Carnevale, and P. Szajer, "Optimized 360 Degree De-warping With Virtual Cameras," U.S. Patent US 2016/0119551 A1, Apr. 28, 2016.
[6] Atria Logic Inc., "Overview - Panorama Gen-eration from the Periphery of a Fisheye," Dewarping & Panorama Generation from Fisheye Images, Dec. 2018. [Online]. Availa-ble: http://www.atrialogic.com/dewarping.php
[7] P. Bourke, "Converting a Fisheye Image into a Panoramic, Spherical or Perspective Pro-jection," Jul. 2016. [Online]. Available: http://paulbourke.net/dome/fish2/
[8] NUUO, "Fisheye Dewarp - Nuuo," May. 2014. [Online]. Available: http://ftp.nuuo.com/NUUO/Crystal/Project/v2.1.1/Release_Note&Demo_Kit/Dewarp_IFSEC_Evonne_20140521.pptx
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