本發(fā)明屬于圖像處理領(lǐng)域，應(yīng)用于多路攝像頭的全景環(huán)視成像系統(tǒng)，指能夠提供監(jiān)控區(qū)域360度范圍內(nèi)無縫全景實時成像的算法。

背景技術(shù)：

隨著汽車電子、安防監(jiān)控等領(lǐng)域的快速發(fā)展、汽車駕駛的智能化以及安防監(jiān)控的完備化，對全景成像技術(shù)的實時性、完備性的要求日益提高。所以，全景監(jiān)控的圖像拼接技術(shù)成為了汽車輔助駕駛、安防實時監(jiān)控等領(lǐng)域研究的一個重要方向。全景拼接，是一種將多位置、多角度的攝像頭數(shù)據(jù)進(jìn)行擬真化、完備化圖像顯示的重要技術(shù)。

目前，全景拼接算法已有諸多階段性的研究成果，但缺少針對資源節(jié)約型平臺的實時性與可見性較好的全景拼接算法。已有的全景拼接算法，在尋找拼接縫隙時，常采用兩類方法：一類是利用數(shù)學(xué)原理對圖像進(jìn)行復(fù)雜的空間變換并結(jié)合圖像信號的時頻特性，通過多次迭代計算求得拼接位置，并對不同角度的物體進(jìn)行角度變換來達(dá)到較好的可見性；另一類是不需復(fù)雜的數(shù)學(xué)計算，而是手動檢測拼接縫隙的物理位置來進(jìn)行拼接。這兩類方法都有其局限性：前者雖拼接效果較好，但變換復(fù)雜、迭代次數(shù)多，對資源占用和實時性都構(gòu)成了一定的需求；后者雖然計算簡單，但往往可見性較差，而且求得的拼接縫隙不具有適應(yīng)性和通用性。本發(fā)明意在解決這兩種局限性問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的全景拼接算法可根據(jù)攝像頭的外部參數(shù)靈活配置拼接縫隙，復(fù)雜度低，計算速度快，且計算得到的拼接位置較為精確，在實現(xiàn)較好的實時性及可見性的同時對資源的占用率很低。

本發(fā)明針對傳統(tǒng)的拼接方案的兩極性問題，利用攝像機外參數(shù)通過精簡的坐標(biāo)運算對拼接縫隙進(jìn)行準(zhǔn)確定位，提出并實現(xiàn)了應(yīng)用于全景成像的一種全景拼接算法。其特點如下：

1)采集多路攝像機及取景層面的空間坐標(biāo)，計算其空間相對對應(yīng)關(guān)系；

2)由不同位置攝像機的空間相對對應(yīng)關(guān)系及與取景層面的相對位置關(guān)系計算不同位置輸入圖像之間的位置變換關(guān)系；

3)根據(jù)位置變換關(guān)系，計算裁剪點的坐標(biāo)及裁剪邊的方程；

4)利用裁剪點的坐標(biāo)與裁剪邊的方程，將多路輸入圖像的對應(yīng)區(qū)域像素復(fù)制到統(tǒng)一坐標(biāo)系對應(yīng)區(qū)域，完成拼接。

附圖說明

圖1為四路攝像機空間相對關(guān)系圖

圖2為四路攝像機與取景層面相對關(guān)系圖

圖3為四路攝像機攝像范圍俯視示意圖

圖4為四路輸入圖像拼接位置示意圖

圖5為拼接算法流程圖

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明采用圓形小車載四路攝像機作為實施例，取景層面選取為小車行駛地面，四路攝像機與小車車 身位置分布如圖1所示，A、B、C、D為四路攝像機的標(biāo)號，且位于圓相互垂直的兩條直徑上，直徑大小為d。攝像機組平面與取景層平面的位置關(guān)系如圖2所示，EF為取景層，攝像機拍攝廣角為2α，攝像機屏幕距離取景層平面高度為h。

本發(fā)明四路攝像機攝像范圍如圖3所示，需要說明的是，攝像范圍的實際大小與重疊區(qū)域隨參數(shù)d、h、a的變化而變化，但A、B、C、D始終位于成像面的中心。拼接位置示意圖如圖4所示，單路攝像機的拍攝范圍長為m，寬為n，裁剪冗余像素點的裁剪點位置與長邊的距離為k，斜邊與水平線夾角為45度。本實施例以攝像機攝取照片為320*240為參考，像素點間距假設(shè)為p。那么可以通過以下計算過程求得裁剪位置與相機外參的對應(yīng)關(guān)系。

拍攝范圍為

m＝320*p，n＝240*p

利用立體幾何關(guān)系，同時可得

m＝h*tanα

對拼接縫隙的要求是，兩個拼接縫隙在成像邏輯上應(yīng)該是連續(xù)的，由此可以得到等式

由以上各式可以得到k與h、d之間的對應(yīng)關(guān)系為

求得裁剪位置與外參的對應(yīng)關(guān)系后，將四路圖像分別進(jìn)行對應(yīng)的裁剪，裁剪點到成像邊的位置為k，裁剪線與水平面夾角為45度，裁剪結(jié)束垂直線的位置可以根據(jù)具體情況靈活設(shè)置。對四路圖像處理完畢后，將獲得的有效像素區(qū)域分別復(fù)制到統(tǒng)一坐標(biāo)系下的對應(yīng)位置，即可完成拼接。

由以上過程可知，本發(fā)明巧妙利用外部幾何參數(shù)來選取較好的拼接縫隙，拼接縫隙可以根據(jù)外部參數(shù)進(jìn)行具體的參數(shù)化設(shè)置，非常靈活，而且沒有復(fù)雜的變換，運算量很小，算法執(zhí)行速度很快，非常適合應(yīng)用在可利用資源較少，執(zhí)行速度要求較高的環(huán)境下。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。