一种图像拼接方法和生成装置与流程
技术特征：
1.一种图像拼接方法，包括图像配准、图像融合和图像输出步骤，其特征在于，将经过图像配准的源图像，根据最优缝合线进行图像融合，生成输出全景图像，所述最优缝合线的确定方法包括以下步骤：
S1、构建图像A和B的差图diffAB，设已知图像A和B重叠区域相同、大小相等且已配准，则图像A和B的差图diffAB为图像A和B的像素值归一化之后的差的绝对值，其中图像A、B和差图diffAB的宽和高分别为W和H；
S2、参数设置，设进化代数为maxGen，种群规模为N，当前代数为gen，且gen＝1；初始化种群为S，是指随机生成N条备选缝合线，即N个长度为H的染色体；
S3、基于差图diffAB计算N条备选缝合线的适应度，挑选出适应度值最大的染色体Smin；
S4、若gen大于maxGen，则跳转到第六步；否则，将染色体的H个变量随机分为k组，即k个子染色体；
S5、对分组后的变量逐组优化，每组运行T代，初始化i＝1；
S5.1、基于第i组变量构建染色体种群Si，具体操作为将当前种群S的每个染色体中除第i组变量之外的所有变量的值用Smin染色体相应位置的变量值代替；此外，令t＝1；
S5.2、基于差图diffAB计算种群Si中染色体的适应度值，挑选出适应度值最大的染色体Smin；
S5.3、基于染色体的适应度值，使用轮赌盘策略选择出N个染色体；
S5.4、针对步骤S5.3中选择出的染色体，使用交叉变异算子生成新的N个染色体；
S5.5、令gen＝gen+1,t＝t+1,若t小于T，则跳转到S5.3；
否则
令i＝i+1,若i>k,则跳转到步骤S4；
否则跳转到步骤S1；
S6、输出经步骤S5逐组优化后的当前适应度值最大的一个染色体Smax作为最优缝合线s。
2.根据权利要求1所述的图像拼接方法，其特征在于，在所述步骤S1之前，还包括图像灰度化处理步骤，具体为将彩色图像A和B转换为灰度图像。
3.根据权利要求1所述的图像拼接方法，其特征在于，在所述步骤S1中图像A和B的差图diffAB具体为：
diffABij＝abs(Aij-Bij)/max(Aij,Bij),其中i和j表示图像的第i行和第j列。
4.根据权利要求1所述的图像拼接方法，其特征在于，在所述步骤S2中随机生成N条备选缝合线具体为：
随机生成N个长度为H的向量，向量中每个变量的值为整数且在闭区间[1,W]内。
5.根据权利要求1所述的图像拼接方法，其特征在于，在所述步骤S3中基于差图diffAB计算N条备选缝合线的适应度的方法具体为：
设备选缝合线为Si，其适应度值为
6.根据权利要求1所述的图像拼接方法，其特征在于，在所述步骤S4中将染色体的H个变量随机分为k组的具体方法为：
将自然数列1到H随机打乱，选取第1个到第个变量作为第一组变量，第
个到第
个作为第二组变量，依次类推，将第
个到第
变量作为第k-1组变量，剩余变量作为第k组变量，即前k-1组每组
个变量,第k组
个变量。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的图像拼接方法，其特征在于：在所述步骤S5.3中使用轮赌盘策略选择出N个染色体的方法具体为：
设有个体sa,sb,sc对应的适应度分别为2，3，1，其相应的累计概率则为2/6，(2+3)/6，(2+3+1)/6，生成一个随机数为rand，若rand<2/6，选中个体sa,如果2/6<rand<(2+3)6，选中个体sb，如果(2+3)/6<rand<(2+3+1)/6，选中个体sc。
8.根据权利要求7所述的图像拼接方法，其特征在于，在所述步骤S5.4中使用交叉变异算子生成新的N个染色体的方法具体为：
交叉算子：首先随机从种群S中选择两个个体作为父代染色体，设为s1和s2，每个染色体即代表一条备选缝合线，且有H个基因位，每个基因位代表了一个缝合点；其次检测s1和s2是否满足交叉条件，即s1和s2中是否存在起止位置相同的基因序列且其起止位置的基因值相等，若不满足则重新选择两个个体，否则进行交叉操作，即交换s1和s2中处于该段基因序列除起止位置的基因值之外的其他基因值；
变异算子：首先从交叉操作产生的新种群中随机选择一个个体，记为s3；其次，针对每一位基因(从1到H)，以概率0.9判别是否进行变异操作，即若rand<0.9，不进行变异操作，否则执行变异操作，其中rand为一个位于0到1之间的随机数；然后，针对要进行变异的基因位进行如下处理，如第k个基因位，若其相邻两个基因位的值c_k-1和c_k+1相等，则等概率将c_k-1，c_k或c_k+1的赋值于c_k；若其相邻两个基因位的值c_k-1和c_k+1相差为1，则令c_k＝c_k-1；否则不进行任何操作。
9.一种图像拼接生成装置，其特征在于，包括：
图像配准模块，用于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；
图像融合模块，用于根据最优缝合线将待拼接图像的重合区域进行融合，得到拼接重构的平滑无缝全景图像，其中所述最优缝合线的确定包括以下步骤：
S1、构建图像A和B的差图diffAB，设已知图像A和B重叠区域相同、大小相等且已配准，则图像A和B的差图diffAB为图像A和B的像素值归一化之后的差的绝对值，其中图像A、B和差图diffAB的宽和高分别为W和H；
S2、参数设置，设进化代数为maxGen，种群规模为N，当前代数为gen，且gen＝1；初始化种群为S，是指随机生成N条备选缝合线，即N个长度为H的染色体；
S3、基于差图diffAB计算N条备选缝合线的适应度，挑选出适应度值最大的染色体Smin；
S4、若gen大于maxGen，则跳转到第六步；否则，将染色体的H个变量随机分为k组，即k个子染色体；
S5、对分组后的变量逐组优化，每组运行T代，初始化i＝1；
S5.1、基于第i组变量构建染色体种群Si，具体操作为将当前种群S的每个染色体中除第i组变量之外的所有变量的值用Smin染色体相应位置的变量值代替；此外，令t＝1；
S5.2、基于差图diffAB计算种群Si中染色体的适应度值，挑选出适应度值最大的染色体Smin；
S5.3、基于染色体的适应度值，使用轮赌盘策略选择出N个染色体；
S5.4、针对步骤S5.3中选择出的染色体，使用交叉变异算子生成新的N个染色体；
S5.5、令gen＝gen+1,t＝t+1,若t小于T，则跳转到S5.3；
否则
令i＝i+1,若i>k,则跳转到步骤S4；
否则跳转到步骤S1；
S6、输出经步骤S5逐组优化后的当前适应度值最大的一个染色体Smax作为最优缝合线s。
10.一种图像拼接生成装置，其特征在于，包括：
存储器、处理器、通信总线和摄像头，其中，所述存储器、所述处理器和所述摄像头通过所述通信总线通信；
所述摄像头用于获取基准图像和待配准图像；
所述存储器用于存放程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的程序；所述程序用于执行以下步骤：
图像配准，用于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；
图像融合，用于根据最优缝合线将待拼接图像的重合区域进行融合，得到拼接重构的平滑无缝全景图像，其中所述最优缝合线的确定方法包括以下步骤：
S1、构建图像A和B的差图diffAB，设已知图像A和B重叠区域相同、大小相等且已配准，则图像A和B的差图diffAB为图像A和B的像素值归一化之后的差的绝对值，其中图像A、B和差图diffAB的宽和高分别为W和H；
S2、参数设置，设进化代数为maxGen，种群规模为N，当前代数为gen，且gen＝1；初始化种群为S，是指随机生成N条备选缝合线，即N个长度为H的染色体；
S3、基于差图diffAB计算N条备选缝合线的适应度，挑选出适应度值最大的染色体Smin；
S4、若gen大于maxGen，则跳转到第六步；否则，将染色体的H个变量随机分为k组，即k个子染色体；
S5、对分组后的变量逐组优化，每组运行T代，初始化i＝1；
S5.1、基于第i组变量构建染色体种群Si，具体操作为将当前种群S的每个染色体中除第i组变量之外的所有变量的值用Smin染色体相应位置的变量值代替；此外，令t＝1；
S5.2、基于差图diffAB计算种群Si中染色体的适应度值，挑选出适应度值最大的染色体Smin；
S5.3、基于染色体的适应度值，使用轮赌盘策略选择出N个染色体；
S5.4、针对步骤S5.3中选择出的染色体，使用交叉变异算子生成新的N个染色体；
S5.5、令gen＝gen+1,t＝t+1,若t小于T，则跳转到S5.3；
否则
令i＝i+1,若i>k,则跳转到步骤S4；
否则跳转到步骤S1；
S6、输出经步骤S5逐组优化后的当前适应度值最大的一个染色体Smax作为最优缝合线s。
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