diff --git a/modules/core/include/opencv2/core/mat.hpp b/modules/core/include/opencv2/core/mat.hpp
index caeecbf80..6e67835d9 100644
--- a/modules/core/include/opencv2/core/mat.hpp
+++ b/modules/core/include/opencv2/core/mat.hpp
@@ -164,7 +164,8 @@ public:
         CUDA_GPU_MAT      = 9 << KIND_SHIFT,
         UMAT              =10 << KIND_SHIFT,
         STD_VECTOR_UMAT   =11 << KIND_SHIFT,
-        STD_BOOL_VECTOR   =12 << KIND_SHIFT
+        STD_BOOL_VECTOR   =12 << KIND_SHIFT,
+        STD_VECTOR_CUDA_GPU_MAT = 13 << KIND_SHIFT
     };
 
     _InputArray();
@@ -181,6 +182,7 @@ public:
     template<typename _Tp, int m, int n> _InputArray(const Matx<_Tp, m, n>& matx);
     _InputArray(const double& val);
     _InputArray(const cuda::GpuMat& d_mat);
+    _InputArray(const std::vector<cuda::GpuMat>& d_mat_array);
     _InputArray(const ogl::Buffer& buf);
     _InputArray(const cuda::HostMem& cuda_mem);
     template<typename _Tp> _InputArray(const cudev::GpuMat_<_Tp>& m);
@@ -192,6 +194,7 @@ public:
     UMat getUMat(int idx=-1) const;
     void getMatVector(std::vector<Mat>& mv) const;
     void getUMatVector(std::vector<UMat>& umv) const;
+    void getGpuMatVector(std::vector<cuda::GpuMat>& gpumv) const;
     cuda::GpuMat getGpuMat() const;
     ogl::Buffer getOGlBuffer() const;
 
@@ -223,7 +226,7 @@ public:
     bool isUMatVector() const;
     bool isMatx() const;
     bool isVector() const;
-
+    bool isGpuMatVector() const;
     ~_InputArray();
 
 protected:
@@ -283,6 +286,7 @@ public:
     _OutputArray(Mat& m);
     _OutputArray(std::vector<Mat>& vec);
     _OutputArray(cuda::GpuMat& d_mat);
+    _OutputArray(std::vector<cuda::GpuMat>& d_mat);
     _OutputArray(ogl::Buffer& buf);
     _OutputArray(cuda::HostMem& cuda_mem);
     template<typename _Tp> _OutputArray(cudev::GpuMat_<_Tp>& m);
@@ -299,6 +303,7 @@ public:
     _OutputArray(const Mat& m);
     _OutputArray(const std::vector<Mat>& vec);
     _OutputArray(const cuda::GpuMat& d_mat);
+    _OutputArray(const std::vector<cuda::GpuMat>& d_mat);
     _OutputArray(const ogl::Buffer& buf);
     _OutputArray(const cuda::HostMem& cuda_mem);
     template<typename _Tp> _OutputArray(const cudev::GpuMat_<_Tp>& m);
@@ -317,6 +322,7 @@ public:
     Mat& getMatRef(int i=-1) const;
     UMat& getUMatRef(int i=-1) const;
     cuda::GpuMat& getGpuMatRef() const;
+    std::vector<cuda::GpuMat>& getGpuMatVecRef() const;
     ogl::Buffer& getOGlBufferRef() const;
     cuda::HostMem& getHostMemRef() const;
     void create(Size sz, int type, int i=-1, bool allowTransposed=false, int fixedDepthMask=0) const;
@@ -356,6 +362,7 @@ public:
     _InputOutputArray(const Mat& m);
     _InputOutputArray(const std::vector<Mat>& vec);
     _InputOutputArray(const cuda::GpuMat& d_mat);
+    _InputOutputArray(const std::vector<cuda::GpuMat>& d_mat);
     _InputOutputArray(const ogl::Buffer& buf);
     _InputOutputArray(const cuda::HostMem& cuda_mem);
     template<typename _Tp> _InputOutputArray(const cudev::GpuMat_<_Tp>& m);
diff --git a/modules/core/include/opencv2/core/mat.inl.hpp b/modules/core/include/opencv2/core/mat.inl.hpp
index f400f2b3e..54103401f 100644
--- a/modules/core/include/opencv2/core/mat.inl.hpp
+++ b/modules/core/include/opencv2/core/mat.inl.hpp
@@ -110,6 +110,9 @@ inline _InputArray::_InputArray(const MatExpr& expr)
 inline _InputArray::_InputArray(const cuda::GpuMat& d_mat)
 { init(CUDA_GPU_MAT + ACCESS_READ, &d_mat); }
 
+inline _InputArray::_InputArray(const std::vector<cuda::GpuMat>& d_mat)
+{	init(STD_VECTOR_CUDA_GPU_MAT + ACCESS_READ, &d_mat);}
+
 inline _InputArray::_InputArray(const ogl::Buffer& buf)
 { init(OPENGL_BUFFER + ACCESS_READ, &buf); }
 
@@ -131,6 +134,7 @@ inline bool _InputArray::isMatVector() const { return kind() == _InputArray::STD
 inline bool _InputArray::isUMatVector() const  { return kind() == _InputArray::STD_VECTOR_UMAT; }
 inline bool _InputArray::isMatx() const { return kind() == _InputArray::MATX; }
 inline bool _InputArray::isVector() const { return kind() == _InputArray::STD_VECTOR || kind() == _InputArray::STD_BOOL_VECTOR; }
+inline bool _InputArray::isGpuMatVector() const { return kind() == _InputArray::STD_VECTOR_CUDA_GPU_MAT; }
 
 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 
@@ -196,6 +200,9 @@ _OutputArray::_OutputArray(const _Tp* vec, int n)
 inline _OutputArray::_OutputArray(cuda::GpuMat& d_mat)
 { init(CUDA_GPU_MAT + ACCESS_WRITE, &d_mat); }
 
+inline _OutputArray::_OutputArray(std::vector<cuda::GpuMat>& d_mat)
+{	init(STD_VECTOR_CUDA_GPU_MAT + ACCESS_WRITE, &d_mat);}
+
 inline _OutputArray::_OutputArray(ogl::Buffer& buf)
 { init(OPENGL_BUFFER + ACCESS_WRITE, &buf); }
 
@@ -217,6 +224,7 @@ inline _OutputArray::_OutputArray(const std::vector<UMat>& vec)
 inline _OutputArray::_OutputArray(const cuda::GpuMat& d_mat)
 { init(FIXED_TYPE + FIXED_SIZE + CUDA_GPU_MAT + ACCESS_WRITE, &d_mat); }
 
+
 inline _OutputArray::_OutputArray(const ogl::Buffer& buf)
 { init(FIXED_TYPE + FIXED_SIZE + OPENGL_BUFFER + ACCESS_WRITE, &buf); }
 
@@ -306,6 +314,8 @@ inline _InputOutputArray::_InputOutputArray(const std::vector<UMat>& vec)
 
 inline _InputOutputArray::_InputOutputArray(const cuda::GpuMat& d_mat)
 { init(FIXED_TYPE + FIXED_SIZE + CUDA_GPU_MAT + ACCESS_RW, &d_mat); }
+inline _InputOutputArray::_InputOutputArray(const std::vector<cuda::GpuMat>& d_mat)
+{	init(FIXED_TYPE + FIXED_SIZE + STD_VECTOR_CUDA_GPU_MAT + ACCESS_RW, &d_mat);}
 
 inline _InputOutputArray::_InputOutputArray(const ogl::Buffer& buf)
 { init(FIXED_TYPE + FIXED_SIZE + OPENGL_BUFFER + ACCESS_RW, &buf); }
diff --git a/modules/core/src/matrix.cpp b/modules/core/src/matrix.cpp
index 8c391aa0d..488b2b8ed 100644
--- a/modules/core/src/matrix.cpp
+++ b/modules/core/src/matrix.cpp
@@ -1429,7 +1429,14 @@ cuda::GpuMat _InputArray::getGpuMat() const
     CV_Error(cv::Error::StsNotImplemented, "getGpuMat is available only for cuda::GpuMat and cuda::HostMem");
     return cuda::GpuMat();
 }
-
+void _InputArray::getGpuMatVector(std::vector<cuda::GpuMat>& gpumv) const
+{
+    int k = kind();
+    if (k == STD_VECTOR_CUDA_GPU_MAT)
+    {
+        gpumv = *(std::vector<cuda::GpuMat>*)obj;
+    }
+}
 ogl::Buffer _InputArray::getOGlBuffer() const
 {
     int k = kind();
@@ -1524,6 +1531,15 @@ Size _InputArray::size(int i) const
         return vv[i].size();
     }
 
+    if (k == STD_VECTOR_CUDA_GPU_MAT)
+    {
+        const std::vector<cuda::GpuMat>& vv = *(const std::vector<cuda::GpuMat>*)obj;
+        if (i < 0)
+            return vv.empty() ? Size() : Size((int)vv.size(), 1);
+        CV_Assert(i < (int)vv.size());
+        return vv[i].size();
+    }
+
     if( k == STD_VECTOR_UMAT )
     {
         const std::vector<UMat>& vv = *(const std::vector<UMat>*)obj;
@@ -1765,6 +1781,7 @@ size_t _InputArray::total(int i) const
         return vv[i].total();
     }
 
+
     if( k == STD_VECTOR_UMAT )
     {
         const std::vector<UMat>& vv = *(const std::vector<UMat>*)obj;
@@ -1821,6 +1838,18 @@ int _InputArray::type(int i) const
         return vv[i >= 0 ? i : 0].type();
     }
 
+    if (k == STD_VECTOR_CUDA_GPU_MAT)
+    {
+        const std::vector<cuda::GpuMat>& vv = *(const std::vector<cuda::GpuMat>*)obj;
+        if (vv.empty())
+        {
+            CV_Assert((flags & FIXED_TYPE) != 0);
+            return CV_MAT_TYPE(flags);
+        }
+        CV_Assert(i < (int)vv.size());
+        return vv[i >= 0 ? i : 0].type();
+    }
+
     if( k == OPENGL_BUFFER )
         return ((const ogl::Buffer*)obj)->type();
 
@@ -1899,6 +1928,12 @@ bool _InputArray::empty() const
     if( k == CUDA_GPU_MAT )
         return ((const cuda::GpuMat*)obj)->empty();
 
+    if (k == STD_VECTOR_CUDA_GPU_MAT)
+    {
+        const std::vector<cuda::GpuMat>& vv = *(const std::vector<cuda::GpuMat>*)obj;
+        return vv.empty();
+    }
+
     if( k == CUDA_HOST_MEM )
         return ((const cuda::HostMem*)obj)->empty();
 
@@ -2015,6 +2050,13 @@ size_t _InputArray::offset(int i) const
         return (size_t)(m->data - m->datastart);
     }
 
+    if (k == STD_VECTOR_CUDA_GPU_MAT)
+    {
+        const std::vector<cuda::GpuMat>& vv = *(const std::vector<cuda::GpuMat>*)obj;
+        CV_Assert((size_t)i < vv.size());
+        return (size_t)(vv[i].data - vv[i].datastart);
+    }
+
     CV_Error(Error::StsNotImplemented, "");
     return 0;
 }
@@ -2060,6 +2102,12 @@ size_t _InputArray::step(int i) const
         CV_Assert( i < 0 );
         return ((const cuda::GpuMat*)obj)->step;
     }
+    if (k == STD_VECTOR_CUDA_GPU_MAT)
+    {
+        const std::vector<cuda::GpuMat>& vv = *(const std::vector<cuda::GpuMat>*)obj;
+        CV_Assert((size_t)i < vv.size());
+        return vv[i].step;
+    }
 
     CV_Error(Error::StsNotImplemented, "");
     return 0;
@@ -2562,7 +2610,11 @@ void _OutputArray::release() const
         ((std::vector<UMat>*)obj)->clear();
         return;
     }
-
+    if (k == STD_VECTOR_CUDA_GPU_MAT)
+    {
+        ((std::vector<cuda::GpuMat>*)obj)->clear();
+        return;
+    }
     CV_Error(Error::StsNotImplemented, "Unknown/unsupported array type");
 }
 
@@ -2625,6 +2677,12 @@ cuda::GpuMat& _OutputArray::getGpuMatRef() const
     CV_Assert( k == CUDA_GPU_MAT );
     return *(cuda::GpuMat*)obj;
 }
+std::vector<cuda::GpuMat>& _OutputArray::getGpuMatVecRef() const
+{
+    int k = kind();
+    CV_Assert(k == STD_VECTOR_CUDA_GPU_MAT);
+    return *(std::vector<cuda::GpuMat>*)obj;
+}
 
 ogl::Buffer& _OutputArray::getOGlBufferRef() const
 {