專利名稱：一種基于裝訂參數(shù)的全景圖像拼接方法
一種基于裝訂參數(shù)的全景圖像拼接方法技術領域
本發(fā)明屬于視頻監(jiān)控技術領域，具體涉及一種基于裝訂參數(shù)的全景圖像拼接方 法。
背景技術：
大部分全景攝像機是通過多個傳感器傳輸高分辨率的全動態(tài)高清逐行掃描視頻 圖像，由于成像設備都有一定的視野限制，為了滿足全景的需求，需要解決圖像的拼接問 題。
圖像拼接技術就是將數(shù)張有重疊部分的圖像(可能是不同時間、不同視角或者不 同傳感器獲得的)拼成一幅大型的無縫高分辨率圖像的技術。圖像拼接要解決的問題就是 如何把小視域的照片拼接成一張大視域的圖像，以滿足人們觀察、瀏覽大范圍場景的需要。
成像設備采集到的反映360°全景的一組圖像是成像設備在不同角度下拍攝的， 它們并不在同一投影平面上，為了保持視覺一致性，不破壞實際景物的空間約束關系，必須 將得到的反映各自投影平面的圖像映射到一個標準投影上。由于柱面坐標的變換比較簡單 并且投影圖像與其投影到圓柱表面的位置無關，用其描述的柱面全景圖像可在水平方向上 滿足360°環(huán)視，具有較好的視覺效果，因此被廣泛采用。攝像機拍攝的圖像是多個不連續(xù) 的平面，投影到柱面之后，產(chǎn)生類似于人站在中心，向四周觀看的視覺效果。
對于實時監(jiān)控系統(tǒng)，由于前端處理能力的限制，難以進行非常復雜的運算，如浮點 數(shù)的乘除及開方以及一些復雜的數(shù)學模型的插補運算，因此直接計算柱面投影不符合監(jiān)控 場景的要求。為了解決這個問題，現(xiàn)有技術通過降低分辨率來減少運算開銷，但這樣做會導 致匹配精度的降低，對于高清晰度的圖像，拼接痕跡明顯，拼接效果不理想。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術問題是現(xiàn)有全景拼接方法中，由于監(jiān)控前端難以進行復 雜運算，導致圖像匹配精度降低、拼接痕跡明顯。
本發(fā)明的技術方案如下所述
一種基于裝訂參數(shù)的全景圖像拼接方法，包括以下步驟
步驟(I):離線計算像平面-柱面投影參數(shù)，確定點對點的快速投影查找表；步驟 ⑵裝訂投影參數(shù)；步驟⑶獲取360°圖像；步驟(4):計算柱面投影；步驟(5):拼接全 景圖像。
步驟(I)中，將攝像機拍攝的像平面投影到柱面上，攝像機旋轉(zhuǎn)軸平行于像平面 的I軸，攝像機焦距、柱面半徑和轉(zhuǎn)軸到像平面的距離均為r ；
I為像平面，K為投影柱面，I'為像平面到柱面的投影區(qū)域；其中點O為柱面K的 中心，O1為過點O垂直于像平面I的直線和像平面I的交點；對于像平面I上任意一點P， 點F是P在柱面K上的投影，設點C是點P在像平面I的X軸上的投影，C'點是OC與柱 面K的交點，可得
權利要求
1.一種基于裝訂參數(shù)的全景圖像拼接方法，其特征在于包括以下步驟步驟(I):離線計算像平面-柱面投影參數(shù)，確定點對點的快速投影查找表；步驟(2):裝訂投影參數(shù)；步驟⑶獲取360°圖像；步驟(4):計算柱面投影；步驟(5):拼接全景圖像。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于裝訂參數(shù)的全景圖像拼接方法，其特征在于步驟(I)中，將攝像機拍攝的像平面投影到柱面上，攝像機旋轉(zhuǎn)軸平行于像平面的y軸，攝像機焦距、柱面半徑和轉(zhuǎn)軸到像平面的距離均為r ；I為像平面，K為投影柱面，I，為像平面到柱面的投影區(qū)域；其中點O為柱面K的中心，O1為過點O垂直于像平面I的直線和像平面I的交點；對于像平面I上任意一點P，點P'是P在柱面K上的投影，設點C是點P在像平面I的X軸上的投影，C'點是OC與柱面K的交點，可得
3.根據(jù)權利要求1所述的基于裝訂參數(shù)的全景圖像拼接方法，其特征在于步驟(I)中，柱面上點的像素值等于其對應的像平面點的像素值，如果柱面上的點對應的像平面點的位置(X，y)不是整數(shù)，用這個像平面上的點近鄰的整數(shù)位置點的像素值加權確定柱面上點的像素值，距離越近，權重越高。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的基于裝訂參數(shù)的全景圖像拼接方法，其特征在于步驟(2)中，將步驟(I)確定的像平面-柱面快速投影查找表寫入攝像機的芯片程序。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的基于裝訂參數(shù)的全景圖像拼接方法，其特征在于步驟(3)中，采用180°全景攝像機，攝像機的俯仰角度從-180°到180°，獲得能夠構成一幅全景圖像的圖像序列，以獲取360°圖像。
6.根據(jù)權利要求4所述的基于裝訂參數(shù)的全景圖像拼接方法，其特征在于步驟(4)包括以下步驟步驟(4.1)取出步驟(3)圖像序列中構成全景圖像所需的第I幅圖像，根據(jù)步驟(2)中裝訂的投影參數(shù)，快速將其投影到柱面模型上；步驟(4. 2)判斷是否還有圖像用于合成全景圖像，如果有用于合成全景圖像的圖像則繼續(xù)計算柱面投影；如果沒有用于合成全景圖像的圖像則進行步驟(5)。
7.根據(jù)權利要求1或4所述的基于裝訂參數(shù)的全景圖像拼接方法，其特征在于步驟(5)中，通過柱面投影圖像的匹配和融合來構成全景圖像。
全文摘要
本發(fā)明屬于視頻監(jiān)控技術領域，具體涉及一種基于裝訂參數(shù)的全景圖像拼接方法。本發(fā)明的方法包括以下步驟離線計算像平面-柱面投影參數(shù)，確定點對點的快速投影查找表；裝訂投影參數(shù)；獲取360°圖像；計算柱面投影；拼接全景圖像。本發(fā)明需要解決由于監(jiān)控前端難以進行復雜運算，導致圖像匹配精度降低、拼接痕跡明顯的技術費問題。本發(fā)明的方法既降低了圖像投影過程中重復計算的工作量又不影響匹配精度，圖像拼接效果得到顯著提高。
文檔編號G06T5/50GK102999891SQ20111026615
公開日2013年3月27日 申請日期2011年9月9日 優(yōu)先權日2011年9月9日
發(fā)明者王煒, 梁麗杰, 衛(wèi)立珩, 張霞 申請人:中國航天科工集團第三研究院第八三五八研究所