全景成像系统能实时获取水平方向360°范围内的场景信息,近年来随着全景成像技术的快速发展,全景成像系统已经广泛应用于无人驾驶、环境监测、三维场景重构等领域。全景图像生成过程涉及复杂的计算,因此目前高分辨率全景成像系统大都直接输出未处理的全景视频图像,处理任务由后级计算机完成。本文提出了一种基于FPGA(Field-Programmable Gate Array)和DSP(Digital Signal Processor)的高清全景视频采集与处理系统设计方案,该系统充分发挥FPGA和DSP各自的优势,直接输出适合人眼观测的矩形全景图像。首先,介绍系统工作原理和系统总体设计方案。选择双曲面折反射全景成像方案,采用500万像素图像传感器OV5640采集视频信号。FPGA选用Xilinx XC6SLX16,DSP选用TI TMS320C6748。然后,根据系统总体设计方案进行系统软硬件分模块设计。为了提升全景图像展开的速度与效果,在总结现有展开算法的基础上提出一种适合本全景视频采集与处理系统的对称重用分区插值展开法。将原始环形全景图像均匀分成八块,对其中一块利用光路跟踪的原理展开,其余七块根据对称关系进行展开;对不同的环形区域采用不同的插值算法,既保证了全景展开的速度又提升了展开图像的质量。最后,对本高清全景视频采集与处理系统进行实验。实验结果表明本系统能将分辨率为2592×1944、帧频为15fps的环形全景视频实时展开成分辨率为5904×726的柱面全景视频,满足设计要求。