专利名称：一种基于装订参数的全景图像拼接方法
一种基于装订参数的全景图像拼接方法技术领域
本发明属于视频监控技术领域，具体涉及一种基于装订参数的全景图像拼接方 法。
背景技术：
大部分全景摄像机是通过多个传感器传输高分辨率的全动态高清逐行扫描视频 图像，由于成像设备都有一定的视野限制，为了满足全景的需求，需要解决图像的拼接问 题。
图像拼接技术就是将数张有重叠部分的图像(可能是不同时间、不同视角或者不 同传感器获得的)拼成一幅大型的无缝高分辨率图像的技术。图像拼接要解决的问题就是 如何把小视域的照片拼接成一张大视域的图像，以满足人们观察、浏览大范围场景的需要。
成像设备采集到的反映360°全景的一组图像是成像设备在不同角度下拍摄的， 它们并不在同一投影平面上，为了保持视觉一致性，不破坏实际景物的空间约束关系，必须 将得到的反映各自投影平面的图像映射到一个标准投影上。由于柱面坐标的变换比较简单 并且投影图像与其投影到圆柱表面的位置无关，用其描述的柱面全景图像可在水平方向上 满足360°环视，具有较好的视觉效果，因此被广泛采用。摄像机拍摄的图像是多个不连续 的平面，投影到柱面之后，产生类似于人站在中心，向四周观看的视觉效果。
对于实时监控系统，由于前端处理能力的限制，难以进行非常复杂的运算，如浮点 数的乘除及开方以及一些复杂的数学模型的插补运算，因此直接计算柱面投影不符合监控 场景的要求。为了解决这个问题，现有技术通过降低分辨率来减少运算开销，但这样做会导 致匹配精度的降低，对于高清晰度的图像，拼接痕迹明显，拼接效果不理想。发明内容
本发明需要解决的技术问题是现有全景拼接方法中，由于监控前端难以进行复 杂运算，导致图像匹配精度降低、拼接痕迹明显。
本发明的技术方案如下所述
一种基于装订参数的全景图像拼接方法，包括以下步骤
步骤(I):离线计算像平面-柱面投影参数，确定点对点的快速投影查找表；步骤 ⑵装订投影参数；步骤⑶获取360°图像；步骤(4):计算柱面投影；步骤(5):拼接全 景图像。
步骤(I)中，将摄像机拍摄的像平面投影到柱面上，摄像机旋转轴平行于像平面 的I轴，摄像机焦距、柱面半径和转轴到像平面的距离均为r ；
I为像平面，K为投影柱面，I'为像平面到柱面的投影区域；其中点O为柱面K的 中心，O1为过点O垂直于像平面I的直线和像平面I的交点；对于像平面I上任意一点P， 点F是P在柱面K上的投影，设点C是点P在像平面I的X轴上的投影，C'点是OC与柱 面K的交点，可得
权利要求
1.一种基于装订参数的全景图像拼接方法，其特征在于包括以下步骤步骤(I):离线计算像平面-柱面投影参数，确定点对点的快速投影查找表；步骤(2):装订投影参数；步骤⑶获取360°图像；步骤(4):计算柱面投影；步骤(5):拼接全景图像。
2.根据权利要求1所述的基于装订参数的全景图像拼接方法，其特征在于步骤(I)中，将摄像机拍摄的像平面投影到柱面上，摄像机旋转轴平行于像平面的y轴，摄像机焦距、柱面半径和转轴到像平面的距离均为r ；I为像平面，K为投影柱面，I，为像平面到柱面的投影区域；其中点O为柱面K的中心，O1为过点O垂直于像平面I的直线和像平面I的交点；对于像平面I上任意一点P，点P'是P在柱面K上的投影，设点C是点P在像平面I的X轴上的投影，C'点是OC与柱面K的交点，可得
3.根据权利要求1所述的基于装订参数的全景图像拼接方法，其特征在于步骤(I)中，柱面上点的像素值等于其对应的像平面点的像素值，如果柱面上的点对应的像平面点的位置(X，y)不是整数，用这个像平面上的点近邻的整数位置点的像素值加权确定柱面上点的像素值，距离越近，权重越高。
4.根据权利要求1或2所述的基于装订参数的全景图像拼接方法，其特征在于步骤(2)中，将步骤(I)确定的像平面-柱面快速投影查找表写入摄像机的芯片程序。
5.根据权利要求1或2所述的基于装订参数的全景图像拼接方法，其特征在于步骤(3)中，采用180°全景摄像机，摄像机的俯仰角度从-180°到180°，获得能够构成一幅全景图像的图像序列，以获取360°图像。
6.根据权利要求4所述的基于装订参数的全景图像拼接方法，其特征在于步骤(4)包括以下步骤步骤(4.1)取出步骤(3)图像序列中构成全景图像所需的第I幅图像，根据步骤(2)中装订的投影参数，快速将其投影到柱面模型上；步骤(4. 2)判断是否还有图像用于合成全景图像，如果有用于合成全景图像的图像则继续计算柱面投影；如果没有用于合成全景图像的图像则进行步骤(5)。
7.根据权利要求1或4所述的基于装订参数的全景图像拼接方法，其特征在于步骤(5)中，通过柱面投影图像的匹配和融合来构成全景图像。
全文摘要
本发明属于视频监控技术领域，具体涉及一种基于装订参数的全景图像拼接方法。本发明的方法包括以下步骤离线计算像平面-柱面投影参数，确定点对点的快速投影查找表；装订投影参数；获取360°图像；计算柱面投影；拼接全景图像。本发明需要解决由于监控前端难以进行复杂运算，导致图像匹配精度降低、拼接痕迹明显的技术费问题。本发明的方法既降低了图像投影过程中重复计算的工作量又不影响匹配精度，图像拼接效果得到显著提高。
文档编号G06T5/50GK102999891SQ20111026615
公开日2013年3月27日 申请日期2011年9月9日 优先权日2011年9月9日
发明者王炜, 梁丽杰, 卫立珩, 张霞 申请人:中国航天科工集团第三研究院第八三五八研究所