校正。
[0046] 索引图像畸变校正模块（2. 3)获取结果存放矩阵模块中两个索引矩阵，使用索引 的方法加快畸变校正速度。
[0047] 图像投影柱面模块（2. 4)用于将畸变校正后的图像投影至同一参考坐标圆柱面 上，投影变换公式：
[0048]
[0049] 其中：x、y为畸变校正后的图像上像素点的横坐标和纵坐标，u、v为投影变换后像 素点的横坐标和纵坐标，r为焦距，W为每路图像采集单元的像素宽度，H为每路图像采集单 元的像素高度， CN 105120229 A VL b/b 贝
[0050]
[0051] 柱状全景监控装置进行图像匹配的方法，基于模板匹配算法模块（2. 5)实现图像 的匹配：
[0052] ( 一）、两幅图像的水平位移TempDsplyX和垂直位移TempDsplyY通过两层循环来 丰吴拟；
[0053] (二）、模板大小参数 TemplateX 和 TemplateY ;
[0054] (三）、然后在图像重叠部分选取一块固定的大小区域进行灰度值差异统计 存入TempDifference与初值为0的Difference变量进行比较，保存数值较小的值于 Difference中，并同时将当前的TemplateX和TemplateY值分别保存于DsplyX、DsplyY中； 因为是固定区域，所以循环条件TempDsplyX初值不能小于模板宽度；
[0055] 灰度化及剔除空白模块（2.6)用于将图像中空白无用区域去除，并灰度化图像来 减少计算量，加快运行速度。
[0056] (四）、循环结束后，变量DsplyX、DsplyY中存储的值就是所需的两图位置关系值， 从而实现图像的配准。
[0057] 渐入渐出融合模块（2. 7)通过以下步骤，实现两幅图像中图像1和图像2融合后 图像平滑，视觉上分辨不出差异：
[0058] (1)、在图像1上下加入零矩阵，以此来模拟图像的垂直平移；
[0059] (2)、在图像1后面加入零矩阵，以此来模拟图像的水平平移；
[0060] (3)、通过循环实现图像的渐入渐出拼接；
[0061] (3. 1)、对于重叠部分之后的内容，直接复制图像2的内容；
[0062] (3. 2)、对于重叠区域内，图像2有数据，图像1没数据的，等于图像2数据；
[0063] (3. 3)、对于重叠部分的区域，采用渐入渐出的方法：
[0064] (3. 31)、假设图像重叠部分是W个单位；
[0065] (3. 32)、第一个单位灰度值：图像1*[1/W]+图像2*[1-1/W];
[0066] (3. 33)、此后系数的分布分别改变一个单位即可。
[0067] 经过上述处理后，监控器得到的图像为监控区域内全方位图像无死角，一个监控 器可以代替多个从不同角度拍摄的监控器，节约监控成本，同时可方便获取同一个区域内 的全方位清晰视频图像。
[0068] 以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制。其他参照前述实施例 对本发明进行结构技术或原理方案的修改，或者对于部分内容进行修改替换或组装，并不 使相应技术方案的本质脱离本发明涉及的技术方案的精神和范围。
[0069] 本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
【主权项】
1. 一种柱状全景监控装置，其特征在于：包括多路图像采集单元（1)、一个图像处理器 (2)、一个图像显示器（3)，所述多路图像采集单元⑴的输出端连接图像处理器⑵的输入 端，所述图像处理器（2)的输出端连接图像显示器（3)的输入端； 所述多路图像采集单元（1)有2-16路分层布置图像采集设备，所述2-16路图像采集 设备均匀分布在上下分层的圆周上； 所述图像处理器⑵包括图像读取及预处理模块（2.1)、图像畸变校正变换模块 (2. 2)、索引图像畸变校正模块（2. 3)、图像投影柱面模块（2. 4)、基于模板匹配算法模块 (2. 5)、灰度化及剔除空白模块（2. 6)、渐入渐出融合模块（2.7);所述图像读取及预处理模 块（2. 1)的输出端连接图像畸变校正变换模块（2. 2)的输入端，所述图像畸变校正变换模 块（2.2)的输出端连接索引图像畸变校正模块（2.3)的输入端，所述索引图像畸变校正模 块（2.3)的输出端连接图像投影柱面模块（2.4)的输入端，所述图像投影柱面模块（2.4) 的输出端连接基于模板匹配算法模块（2.5)的输入端，所述基于模板匹配算法模块（2.5) 的输出端连接灰度化及剔除空白模块（2.6)的输入端，所述灰度化及剔除空白模块（2.6) 的输出端连接渐入渐出融合模块（2. 7)的输入端。2. 根据权利要求1所述的柱状全景监控装置，其特征在于：所述图像畸变校正变换模 块（2. 2)包括畸变校正正变换模块、结果存放矩阵模块和畸变校正逆变模块，所述畸变校 正正变换模块内含有畸变校正正变换算法，通过畸变校正正变换公式计算出校正图像的大 小，所述畸变校正正变换公式：上述结果存放矩阵模块为畸变校正正变换后创建的两个矩阵，用于存放上述畸变校正 正变换结果； 所述畸变校正逆变模块内含有逆变算法，通过逆变换公式计算得到图像校正后的坐标 点（x，y) - (u，v)，逆变换公式为：上述畸变校正正变换公式和逆变换公式中，x、y为图像读取及预处理模块（2. 1)获取 的图像中点的横坐标和纵坐标，u、v为图像校正后点的横坐标和纵坐标，k为摄像镜头（1) 路数确定后的平均畸变系数，坐标的对应关系储存后输入至索引图像畸变校正模块（2. 3) 用于索引图像畸变校正。3. 根据权利要求2所述的柱状全景监控装置，其特征在于：所述索引图像畸变校正模 块（2.3)获取结果存放矩阵模块中两个索引矩阵，使用索引的方法加快畸变校正速度。4. 根据权利要求3所述的柱状全景监控装置，其特征在于：所述图像投影柱面模块 (2.4)用于将畸变校正后的图像投影至同一参考坐标系圆柱面上，投影变换公式：其中：x、y为畸变校正后的图像上像素点的横坐标和纵坐标，u、v为投影变换后像素点 的横坐标和纵坐标，r为焦距，W为每路图像采集单元的像素宽度，H为每路图像采集单元的 像素高度，5. 根据权利要求1所述的柱状全景监控装置，其特征在于：所述灰度化及剔除空白模 块（2.6)用于将图像中空白无用区域去除，并灰度化图像来减少计算量，加快运行速度。6. -种权利要求1所述的柱状全景监控装置进行图像匹配的方法，其特征在于：所述 基于模板匹配算法模块（2. 5)通过以下步骤，实现图像的匹配： (一） 、两幅图像的水平位移TempDsplyX和垂直位移TempDsplyY通过两层循环来模 拟； (二）、模板大小参数TemplateX和TemplateY; (三） 、然后在图像重叠部分选取一块固定的大小区域进行灰度值差异统计存 入TempDifference与初值为0的Difference变量进行比较，保存数值较小的值于 Difference中，并同时将当前的TemplateX和TemplateY值分别保存于DsplyX、DsplyY中； 因为是固定区域，所以循环条件TempDsplyX初值不能小于模板宽度； (四） 、循环结束后，变量DsplyX、DsplyY中存储的值就是所需的两图位置关系值，从而 实现图像的配准。7. 根据权利要求6所述的柱状全景监控装置进行图像匹配的方法，其特征在于：所述 渐入渐出融合模块（2. 7)通过以下步骤，实现两幅图像中图像1和图像2融合后图像平滑， 视觉上分辨不出差异： (1) 、在图像1上下加入零矩阵，以此来模拟图像的垂直平移； (2) 、在图像1后面加入零矩阵，以此来模拟图像的水平平移； (3) 、通过循环实现图像的渐入渐出拼接； (3. 1)、对于重叠部分之后的内容，直接复制图像2的内容； (3. 2)、对于重叠区域内，图像2有数据，图像1没数据的，等于图像2数据； (3. 3)、对于重叠部分的区域，采用渐入渐出的方法： (3. 31)、假设图像重叠部分是W个单位； (3. 32)、第一个单位灰度值：图像1*(1/W)+图像2*[1-(1/W)]; (3. 33)、此后系数的分布分别改变一个单位即可。
【专利摘要】本发明涉及一种柱状全景监控装置，包括多路图像采集单元、一个图像处理器、一个图像显示器，多路图像采集单元的输出端连接图像处理器的输入端，图像处理器的输出端连接图像显示器的输入端；所述多路图像采集单元为2-16路分层布置的图像采集设备，所述2-16路图像采集设备均匀分布在上下分层的圆周上；图像处理器包括图像读取及预处理模块、图像畸变校正变换模块、索引图像畸变校正模块、图像投影柱面模块、基于模板匹配算法模块、灰度化及剔除空白模块、渐入渐出融合模块。本发明监控器得到的视频为监控区域内全方位图像无死角，一个监控器可以代替多个从不同角度拍摄的监控器，节约监控成本，同时可方便获取同一个区域内的全方位清晰视频图像。
【IPC分类】G06T5/00, G06T7/00, H04N7/18
【公开号】CN105120229
【申请号】CN201510586263
【发明人】罗胜, 颜昌伟
【申请人】温州大学
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年9月16日