一种基于halcon的多图像拼接方法、系统、设备及存储介质与流程

本发明涉及图像拼接，尤其涉及一种基于halcon的多图像拼接方法、系统、设备及存储介质。

背景技术：

1、图像拼接并非简单的将两张有共同区域的图像把相同的区域重合起来，由于两张图像拍摄的角度与位置不同，虽然有共同的区域，但拍摄时相机的内参与外参均不相同，所以简单的覆盖拼接是不合理的。因此，对于图像拼接需要以一张图像为基准对另外一张图像进行相应的变换(仿射变换)，然后将仿射变换后的图像进行简单的平移后与基准图像的共同区域进行重合。

2、目前，有几种基于不同算法的图片拼接方法，如harris角点检测方法、fast算法等。这些技术各自存在一些缺陷或者不足。如：harris角点检测方法具有鲁棒性和旋转不变性。然而，它是尺度变化的，处理时间较长。fast算法具有旋转不变性和尺度不变性，但是当有噪声存在时，它的性能很差，处理时间较长。

技术实现思路

1、为此，本发明实施例提供了一种基于halcon的多图像拼接方法、系统、设备及存储介质，用于解决现有技术中在噪声情况下图像拼接精度和还原度低、处理时间较长等问题。

2、为了解决上述问题，本发明实施例提供一种基于halcon的多图像拼接方法，所述方法包括：

3、s1：对相机进行标定，得出相机内外参，并在halcon中对图像进行畸变消除，消除不同图像在拼接时边缘出现拼接不自然的情况；

4、s2：对经过畸变消除的图像使用halcon高斯函数，在窗口函数中通过对离中心点越近的像素赋予越大的权重来降低噪声影响；

5、s3：生成积分图像，通过积分图像公式，某像素点，其积分图像的面积等于该像素点到原点的所有点的总和；

6、s4：将图像转化到尺度空间，即将原图像进行尺度变换；

7、s5：对尺度变换后的图像进行特征点提取；

8、s6：通过调整特征点像素权重，使其与当前处理点距重叠区域左边界的距离成正比，采用仿射变化对图像进行拼接。

9、优选地，所述高斯函数的数学表达式为：

10、g(x)＝(1/(sqrt(2*π)*σ)*exp(-(x2)/(2*σ2))

11、式中，x是自变量，σ是标准差，π是圆周率，sqrt()用于计算给定参数的平方根，exp()为自然对数e为底的指数函数。

12、优选地，所述窗口函数为自定义一个假设5×5像素点的窗口。

13、优选地，所述将原图像进行尺度变换的方法为：

14、将原图像与尺度核函数做卷积运算，其公式为：

15、l(x,y,σ)＝g(x,y,σ)*i(x,y)

16、其中

17、

18、式中，l(x,y,σ)为图像的空间尺寸，i(x,y)为原图像，g(x,y,σ)为可尺度变换的二维高斯函数，σ是图像的模糊程度，π是圆周率。

19、优选地，所述对尺度变换后的图像进行特征点提取的方法为：

20、以特征点为中心形成以像素点为单位的区域，在这个区域中再划分小区域，小区域中又划分所需的采样点，得到可描述这个区域的特征的描述符，然后在halcon中进行相应的特征匹配，描述符相似即是不同图片中存在相同的特征点。

21、优选地，所述通过调整特征点像素权重，使其与当前处理点距重叠区域左边界的距离成正比，采用仿射变化对图像进行拼接的方法为：

22、优化两张图片之间的连接处，从重叠区域的最左边开始，进行特征点像素权重比较，使其与当前处理点距重叠区域左边界的距离成正比，创建投影矩阵，对图像采用仿射变化进行拼接。

23、优选地，所述图像拼接方法包含至少两个相机拍摄的图片。

24、本发明实施例还提供了一种基于halcon的多图像拼接系统，所述系统用于实现上述所述的基于halcon的多图像拼接方法，具体包括：

25、相机标定模块，用于对相机进行标定，得出相机内外参，并在halcon中对图像进行畸变消除，消除不同图像在拼接时边缘出现拼接不自然的情况；

26、像素权重赋予模块，用于对经过畸变消除的图像使用halcon高斯函数，在窗口函数中通过对离中心点越近的像素赋予越大的权重来降低噪声影响；

27、积分图像生成模块，用于生成积分图像，通过积分图像公式，某像素点，其积分图像的面积等于该像素点到原点的所有点的总和；

28、尺度变换模块，用于将图像转化到尺度空间，即将原图像进行尺度变换；

29、特征点提取模块，用于对尺度变换后的图像进行特征点提取；

30、图像拼接模块，用于通过调整特征点像素权重，使其与当前处理点距重叠区域左边界的距离成正比，采用仿射变化对图像进行拼接。

31、本发明实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括处理器、存储器和总线系统，所述处理器和存储器通过该总线系统相连，所述存储器用于存储指令，所述处理器用于执行存储器存储的指令，以实现上述所述的基于halcon的多图像拼接方法。

32、本发明实施例还提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机软件产品，所述计算机软件产品包括的若干指令，用以使得一台计算机设备执行上述所述的基于halcon的多图像拼接方法。

33、从以上技术方案可以看出，本发明申请具有以下优点：

34、本发明实施例提供了一种基于halcon的多图像拼接方法、系统、设备及存储介质，通过对相机进行标定，得出相机内外参，并在halcon中对图像进行畸变消除，消除不同图像在拼接时边缘出现拼接不自然的情况；对经过畸变消除的图像使用halcon高斯函数，在窗口函数中通过对离中心点越近的像素赋予越大的权重来降低噪声影响；生成积分图像，通过积分图像公式，某像素点，其积分图像的面积等于该像素点到原点的所有点的总和；将图像转化到尺度空间，即将原图像进行尺度变换；对尺度变换后的图像进行特征点提取；通过调整特征点像素权重，使其与当前处理点距重叠区域左边界的距离成正比，采用仿射变化对图像进行拼接。本发明改进了现有技术存在的缺陷，通过算法在多图片存在视差、镜头失真、场景运动和曝光差异等情况下，使多张混合重叠的图像实现无缝拼接，在工业化上有效提高对大产品的检测精度以及拼接处相关的视觉缺陷检测。

技术特征：

1.一种基于halcon的多图像拼接方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于halcon的多图像拼接方法，其特征在于，所述高斯函数的数学表达式为：

3.根据权利要求1所述的基于halcon的多图像拼接方法，其特征在于，所述窗口函数为自定义一个假设5×5像素点的窗口。

4.根据权利要求1所述的基于halcon的多图像拼接方法，其特征在于，所述将原图像进行尺度变换的方法为：

5.根据权利要求1所述的基于halcon的多图像拼接方法，其特征在于，所述对尺度变换后的图像进行特征点提取的方法为：

6.根据权利要求1所述的基于halcon的多图像拼接方法，其特征在于，所述通过调整特征点像素权重，使其与当前处理点距重叠区域左边界的距离成正比，采用仿射变化对图像进行拼接的方法为：

7.根据权利要求6所述的基于halcon的多图像拼接方法，其特征在于，所述图像拼接方法包含至少两个相机拍摄的图片。

8.一种基于halcon的多图像拼接系统，其特征在于，所述系统用于实现权利要求1至7任意一项所述的基于halcon的多图像拼接方法，具体包括：

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括处理器、存储器和总线系统，所述处理器和存储器通过该总线系统相连，所述存储器用于存储指令，所述处理器用于执行存储器存储的指令，以实现权利要求1至7任意一项所述的基于halcon的多图像拼接方法。

10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有计算机软件产品，所述计算机软件产品包括的若干指令，用以使得一台计算机设备执行权利要求1至7任意一项所述的基于halcon的多图像拼接方法。

技术总结
本发明提供一种基于halcon的多图像拼接方法、系统、设备及存储介质，涉及图像拼接技术领域，该方法包括通过对相机进行标定，得出相机内外参，并在halcon中对图像进行畸变消除；对经过畸变消除的图像使用halcon高斯函数，在窗口函数中通过对离中心点越近的像素赋予越大的权重来降低噪声影响；生成积分图像；将图像转化到尺度空间；对尺度变换后的图像进行特征点提取；通过调整特征点像素权重，使其与当前处理点距重叠区域左边界的距离成正比，采用仿射变化对图像进行拼接。本发明有效提高对大产品的检测精度以及拼接处相关的视觉缺陷检测。

技术研发人员：杨军,梁正源,马小寒,宋阳飞,丁睿
受保护的技术使用者：苏州小孔成像光电科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11