一种全景拼接的方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及图像处理技术领域，尤其是一种全景拼接的方法及装置。
【背景技术】
[0002] 在监控系统快速发展的今天，系统规模越来越大，监控点越来越多，工作人员面对 越来越多的监控图像已无暇顾及，随着监控范围的不断扩大，需要对整座桥梁、机场、很长 一段公路或者高层建筑进行监控，大多数摄像机的视场达不到这样大的监控范围，因此对 大视场视频监控的要求逐渐增多，逐渐形成了一种高端需求。视频全景拼接作为一种解决 方案，也得到了越来越多的关注。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是：提供一种将两幅以上的分区图通过拼接合成全景 图的全景拼接的方法及装置。
[0004] 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
[0005] 一种全景拼接的方法，包括：
[0006] S101、将采集到的两幅以上的分区图进行图像预处理；
[0007] S102、将图像预处理过的两幅以上的分区图进行特征提取；
[0008] S103、将特征提取过的两幅以上的分区图进行特征匹配；
[0009] S104、将特征匹配过的两幅以上的分区图进行排序；
[0010] S105、将排过序的两幅以上的分区图进行计算透视变换矩阵；
[0011] S106、将计算透视变换矩阵的两幅以上的分区图进行计算初始景深和旋转矩阵；
[0012] S107、将计算过初始景深和旋转矩阵的两幅以上的分区图进行捆绑调整；
[0013] S108、将捆绑调整过的两幅以上的分区图进行图像拉直；
[0014] S109、将图像拉直过的两幅以上的分区图进行曝光补偿；
[0015] S110、将曝光补偿过的两幅以上的分区图进行图像融合。
[0016] 本发明提供的另一种技术方案为：
[0017] -种全景拼接的装置，包括依次连接的图像预处理模块、特征提取模块、特征匹配 模块、排序模块、计算透视变换矩阵模块、计算初始景深和旋转矩阵模块、捆绑调整模块、图 像拉直模块、曝光补偿模块和图像融合模块；
[0018] 所述图像预处理模块，用于将采集到的两幅以上的分区图进行图像预处理；
[0019] 所述特征提取模块，用于将图像预处理模块所得的两幅以上的分区图进行特征提 取；
[0020] 所述特征匹配模块，用于将特征提取模块所得的两幅以上的分区图进行特征匹 配；
[0021] 所述排序模块，用于将特征匹配模块所得的两幅以上的分区图进行排序；
[0022] 所述计算透视变换矩阵模块，用于将排序模块所得的两幅以上的分区图进行计算 透视变换矩阵；
[0023] 所述计算初始景深和旋转矩阵模块，用于将计算透视变换矩阵模块所得的两幅以 上的分区图进行计算初始景深和旋转矩阵；
[0024] 所述捆绑调整模块，用于将计算初始景深和旋转矩阵模块所得的两幅以上的分区 图进彳丁拥绑调整；
[0025] 所述图像拉直模块，用于将捆绑调整模块所得的两幅以上的分区图进行图像拉 直；
[0026] 所述曝光补偿模块，用于将图像拉直模块所得的两幅以上的分区图进行曝光补 偿；
[0027] 所述图像融合模块，用于将曝光补偿模块所得的全景图进行图像融合。
[0028] 本发明的有益效果在于：通过对两幅以上的分区图依次进行图像预处理、特征提 取、特征匹配、图像排序、计算透视变换矩阵、计算初始景深和旋转矩阵、捆绑调整、图像拉 直、曝光补偿和图像融合，实现将两幅以上的分区图合成全景图，可形成360°无视角死区， 高清晰度的全景图，令细节表现更完美，增强了真实感和现场感，全景图的数据量较小，分 区图合成全景图显示对硬件要求低，有助于满足监控摄像头在长期作业过程中产生的巨大 数据量。
【附图说明】
[0029] 图1为本发明实施例中的一种全景拼接的方法的步骤流程图；
[0030] 图2为本发明实施例中的尺度空间极值检测的示意图；
[0031] 图3为本发明实施例中提取s ift特征点生成本地特征描述符的示意图；
[0032] 图4为本发明实施例中的灰色区域积分的示意图；
[0033] 图5为本发明实施例中提取surf特征点生成本地特征描述符的示意图；
[0034] 图6为本发明实施例中提取到的harris角点的示意图；
[0035] 图7为本发明实施例步骤S109中的"曝光补偿"方法一的示意图；
[0036] 图8为本发明实施例步骤S105中平面投影模型的示意图；
[0037] 图9为本发明实施例步骤S105中柱面投影模型的示意图；
[0038] 图10为本发明实施例步骤S105中球面投影模型的示意图；
[0039] 图11为本发明实施例步骤S110中多分辨率融合的示意图；
[0040] 图12为本发明实施例步骤S110中平均叠加法的示意图；
[0041] 图13为本发明实施例中的一种全景拼接的装置的结构示意图；
[0042] 标号说明：
[0043] 10、图像预处理模块；11、特征提取模块；12、特征匹配模块；13、排序模块；14、计 算透视变换矩阵模块；15、计算初始景深和旋转矩阵模块；16、捆绑调整模块；17、图像拉直 模块；18、曝光补偿模块；19、图像融合模块。
【具体实施方式】
[0044] 为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附 图予以说明。
[0045] 本发明最关键的构思在于：通过对两幅以上的分区图依次进行图像预处理、特征 提取、特征匹配、排序、计算透视变换矩阵、计算初始景深和旋转矩阵、捆绑调整、图像拉直、 曝光补偿和图像融合，进行两幅以上的分区图拼接，实现将两幅以上的分区图合成全景图。
[0046] 请参照图1，是本发明实施例中一种全景拼接的方法的步骤流程图，具体如下：
[0047] -种全景拼接的方法，包括：
[0048] S101、将采集到的两幅以上的分区图进行图像预处理；
[0049] S102、将图像预处理过的两幅以上的分区图进行特征提取；
[0050] S103、将特征提取过的两幅以上的分区图进行特征匹配；
[0051] S104、将特征匹配过的两幅以上的分区图进行排序；
[0052] S105、将排过序的两幅以上的分区图进行计算透视变换矩阵；
[0053] S106、将计算透视变换矩阵的两幅以上的分区图进行计算初始景深和旋转矩阵；
[0054] S107、将计算过初始景深和旋转矩阵的两幅以上的分区图进行捆绑调整；
[0055] S108、将捆绑调整过的两幅以上的分区图进行图像拉直；
[0056] S109、将图像拉直过的两幅以上的分区图进行曝光补偿；
[0057] S110、将曝光补偿过的两幅以上的分区图进行图像融合。
[0058] 从上述描述可知，本发明的有益效果在于：通过对两幅以上的分区图依次进行图 像预处理、特征提取、特征匹配、排序、计算透视变换矩阵、计算初始景深和旋转矩阵、捆绑 调整、图像拉直、曝光补偿和图像融合，实现将两幅以上的分区图合成全景图，可形成360° 无视角死区，高清晰度的全景图，令细节表现更完美，增强了真实感和现场感，全景图的数 据量较小，分区图合成全景图显示对硬件要求低，有助于满足监控摄像头在长期作业过程 中产生的巨大数据量。
[0059] 进一步的，在本发明实施例的全景拼接的方法中，所述步骤S101中的图像预处理 包括图像直方图均衡化和图像去噪；
[0060] 所述图像直方图均衡化具体为：对图像中像素个数多的灰度级进行展宽，而对像 素个数少的灰度级进行缩减；
[0061] 所述图像直方图均衡化具体步骤：
[0062] 设f、g分别为原图像和处理后的图像；
[0063] 1)求出原图像f的灰度直方图，设为h ;
[0064] h为一个256维的向量；
[0065] 求出图像f的总体像素个数Nf ;
[0066] Nf = m*n(m，η分别为图像的长和宽）；
[0067] 计算每个灰度级的像素个数在整个图像中所占的百分比；
[0068] hs(i) =h(i)/Nf, (i = 0,1, ···, 255)；
[0069] 2)计算图像各灰度级的累计分布hp ; i
[0070] ): [ Α(·4-)、i = 1,2,....,255 ； k=Q-
[0071] 3)求出新图像g的灰度值；
[0072] g = 255 · hp (i)，i = 1，2, · · ·，255 ;
[00