专利名称：一种基于halcon算法的图像自动拼接装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于计算机应用技术领域，尤其涉及一种基于halcon算法的图像自动拼接装置。
背景技术：
随着计算机技术的飞速发展，图像处理技术应运而生且技术愈加成熟，并随之带动了图像无缝拼接技术产业高速发展。在日常生活中，人们接触的事物80%是用图像表达 的，这给人们更加全面的认识和理解事物带来了极大的方便，而且也极大地促进了人们开发和处理图像技术的能力。但是，如何将图像更加全面且清晰地展现在人们的视野中也显现出一些棘手的问题，比如将多幅单张且有重合部分的图像无缝拼接为一幅全景图，这还需要专业的计算机编程手段去完成。针对更有效地解决图像无缝拼接这一问题，现代计算机图像处理手段有基于各种计算机语言的图像处理系统，主要应用于大量航拍或卫星图像的整合。但是现在大多数非计算机专业人士并不能熟练掌握和运用高深的计算机语言，为了使更多的人理解图像拼接的过程，设计一种基于halcon语言设计出一种图像自动拼接装置，由于halcon是新兴的机器视觉处理软件，相比于之前的图像处理软件最大的优点是算子多，速度快，容易与VisualStudio接口。使用halcon实现图像自动拼接装置会使拼接速度明显加快。
实用新型内容本实用新型的目的在于，提供一种基于halcon算法的图像自动拼接装置。为了实现上述任务，本实用新型采取如下的技术解决方案一种基于halcon算法的图像自动拼接装置，包括图像输入模块，图像输入模块与计算机相连接，计算机上连接有显示屏。本实用新型的其他特点是所述的图像输入模块选择摄像机或移动硬盘或优盘。本实用新型的基于halcon算法的图像自动拼接装置，结构非常简单，图像自动拼接是在计算机中编写halcon算法处理图像,在VisualStudio编辑的操作界面处理图像。且容易操作，拼接过程为自动化，输出图像为无缝全景图等优点，能够满足实际中使用者的需求，无需设置其他参数即可完成图像的拼接。采用本实用新型的基于halcon算法的图像自动拼接装置，能够解决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)自动拼成一幅大型无缝高分辨率全景图，即通过人工拍摄同一场景不同角度的图像存储在计算机中，在计算机内设置的软件环境下点击读入图像按钮，选择图像所在位置，软件将会自动导入图片，然后经过图像预处理、图像配准、建立变换模型、同一坐标变换、图像融合、输出图像等过程，最终将一系列空间重叠的图像构造成一幅无缝高清晰全景图，通过显示屏显示出来，最后将图像保存在计算机设定的文件夹中。
图I为本实用新型的硬件结构示意框图；图2为拼接程序工作界面图；图3为本实用新型的基于halcon算法的图像自动拼接装置工作原理图。
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明。
具体实施方式
参见图1，本实施例给出一种基于halcon算法的图像自动拼接装置，包括图像输入模块，图像输入模块与计算机相连接，计算机上连接有显示屏。在计算机内有自动拼接 程序界面，用于对输入图像和输出图像的操作，其内部包含了读入图像算法、图像预处理算法、图像配准算法、建立变换模型算法、同一坐标变换算法、图像融合算法、输出图像算法、保存图像算法。本实施例中，图像输入模块可以选择摄像机或移动硬盘或优盘。用于将拍摄图像读入到计算机内部，为计算机的运行提供输入参数。显示屏，用于计算机的程序完成后，将全景图显示出来。参照图2，在图像自动拼接操作程序界面上包括载入图像按钮、图像预览窗口、拼接图像按钮等。根据实际拍摄图像通过图像输入模块送入计算机，所述图像预览窗口，计算机将读入的图像显示在自动拼接操作程序界面上。所述拼接图像按钮，即当读入拍摄图像完毕后，确定所需拼接的图像无误，点击拼接图像按钮，装置将自动拼接图像，最后显示一幅无缝的全景图。参照图3，图像拼接主要分为三个主要步骤图像预处理、图像匹配、图像融合与边界平滑。一般情况下拍摄的图像为彩色图片，计算机首先将彩色图片做预处理，将图片转换为灰度图，以提高匹配精度。其次对图像中的匹配信息进行提取，其提取的特征点主要指图像中的明显点，如房屋角点、圆点等。在此之后，将待拼接图像转换到统一的坐标系中，完成统一坐标变换，这样就可以再统一的坐标系下记录重合特征点的坐标位置，为图片重合提供依据。最后将图像进行融合，并对缝合的边界进行平滑处理，让缝合自然过渡。由于任何两幅相邻图像在采集条件上都不可能做到完全相同，因此，对于一些本应该相同的图像特性，如图像的光照特性等，在两幅图像中就不会表现的完全一样。图像拼接缝隙就是从一幅图像的图像区域过渡到另一幅图像的图像区域时，由于图像中的某些相关特性发生了跃变而产生的。图像融合就是为了让图像间的拼接缝隙不明显，使拼接更自然，最终成为无缝全景图像，输出到显示屏上。基于halcon算法的图像自动拼接程序，并将拼接的全景图显示在屏幕上。其工作过程是读入图像计算机根据输入模块读出的拍摄图像，采用readjmage函数依次把拍摄图像读入计算机内部，存入同一个结构体变量里面。图像预处理首先设置一个数组用来控制进行预处理的图片的顺序，使用rgbl_to_gray算子将图片转化为灰度图，然后将有重叠部分的图片分别按照顺序使用points_foerstner算子找出特征点，并且储存起来。图像匹配图片匹配需要采用一定的匹配策略，找出待拼接图像中的模板或特征点在参考图像中对应的位置，进而确定两幅图像之间的变换关系。具体实施算法如下首先将有重叠部分的两幅图片放入同一个结构体里面，并且变换坐标系，使两幅图片在同一个结构体里面左右排列，在新的结构体里面使用gen_cross_contour_xld算子，将预处理中得到的特征点在新的结构体里面表示出来，继而使用proj_match_points_ransac算子，将此结构体里面的左右两幅图里面相同的特征点使用线条连接起来，并将连接线条的坐标信息储存。如此反复进直到所有的有重叠的图片的连接线条信息全部被储存。 图像融合使用gen_projective_mosaic算子,按照之前计算出的连接线条信息将读入的所有图片拼接到一起，即实现图像的无缝拼接。至此关于图像的拼接融合部分已经完成，然后可以进行一些后处理，比如进行平滑算法，使拼接出来的图片更加柔和顺畅等等，最终根据用户需要使图像保存在所需位置。本实用新型的基于halcon算法的图像自动拼接装置，根据人工拍摄同一场景不同角度的图像，在计算机上基于VisualStudio做出图像拼接操作界面，然后与halcon进行接口，不仅能够实现图像自动导入、图像自动拼接等功能，而且得到的图像为高清晰的无缝全景图，大大减少了人工拼接图像的工作量。不仅如此，这种基于halcon算法的图像自动拼接装置还有操作简单、使用方便、效率高等优点。
权利要求1.一种基于halcon算法的图像自动拼接装置，其特征在于，包括图像输入模块，图像输入模块与计算机相连接，计算机上连接有显示屏。
2.如权利要求I所述的基于halcon算法的图像自动拼接装置，其特征在于，所述的图像输入模块选择摄像机或移动硬盘或优盘。
专利摘要本实用新型公开了一种基于halcon算法的图像自动拼接装置，包括图像输入模块，图像输入模块与计算机相连接，计算机上连接有显示屏。装置结构非常简单，图像自动拼接是在计算机中编写halcon算法处理图像，在VisualStudio编辑的操作界面处理图像。且容易操作，拼接过程为自动化，输出图像为无缝全景图等优点，能够满足实际中使用者的需求，无需设置其他参数即可完成图像的拼接。具有操作简单、使用方便、效率高等优点。
文档编号G06T5/50GK202771488SQ201220335430
公开日2013年3月6日 申请日期2012年7月12日 优先权日2012年7月12日
发明者韩毅, 杨震, 王金洋, 赵含雪 申请人:长安大学