一种图像拼接方法和设备技术

本发明专利技术实施例提供一种图像拼接方法和设备，涉及图像处理领域，对某重叠区域很小或者不存在重叠区域的相邻图像进行拼接，并且能够提高拼接的精度。其方法为：在两个相邻图像中，首先求出第一图像所在平面到第二图像所在平面的单应矩阵，而后通过所述单应矩阵求出所述两个相邻图像所在平面的旋转矩阵和所述相邻图像各自的焦距，进而对所述两个相邻图像进行拼接。本发明专利技术的实施例用于两相邻图像的拼接。

【技术实现步骤摘要】
一种图像拼接方法和设备
本专利技术涉及图像处理领域，尤其涉及一种图像拼接方法和设备。
技术介绍
图像配准(ImageRegistration)是图像拼接技术中的一个关键的步骤，它通过评价两幅或多幅图像的相似性以确定对应点，然后根据确定对应点建立两幅图像之间的对应关系，从而确定相应几何变换参数。现有的图像拼接的常见做法是，首先可以通过SIFT(ScaleInvariantFeatureTransform，尺度不变特征变换)算法找出待匹配的两幅相邻图像的特征点，然后利用RANSAC(RandomSampleConsensusAlgorithm，随即样本匹配算法)将可能导致误匹配的点过滤掉，得到输入的相邻图像真实的匹配点，最后通过两幅相邻图像匹配点之间的匹配关系，将相邻的图像拼接在一起。在另一种现有的图像拼接方法中，通过两幅相邻图像之间具有明显连续特征信息的物体确定所述两幅图像之间的空间关系参数，根据得到的空间关系参数对两幅图像进行图像拼接。在实现上述对软件版本的校对过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在如下问题：若利用SIFT算法和RANSAC算法来进行图像拼接，则要求相邻图像之间有较大的重叠区域，一般要求重叠区域大于20％，这对于某些重叠区域很小或者不存在重叠区域的场景是不适用的。若通过匹配物体跨场景的连续特征信息来进行图像拼接，则对于物体的对应点的获取精度要求很高，而摄像机成像满足射影变换，而该变换是不保证平行线不变的，也不保证各个点之间的距离不变，保证不了对应点的获取精度，因此，此方法的拼接是不够精确的。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种图像拼接方法和设备，能够对某重叠区域很小或者不存在重叠区域的相邻图像进行拼接，并且能够提高拼接的精度。为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案：第一方面，提供一种图像拼接方法，所述方法包括：获取第一图像和第二图像，所述第一图像包括参照图样的第一部分，所述第二图像包括所述参照图样的第二部分；根据所述第一图像中所述参照图样的第一部分的特征点的位置与所述第二图像中所述参照图样的第二部分的特征点的位置获取所述第一图像成像平面到所述第二图像成像平面的第一单应矩阵；根据所述第一单应矩阵获取所述第一图像成像平面的第一旋转矩阵和第一焦距以及所述第二图像成像平面的第二旋转矩阵和第二焦距；根据所述第一单应矩阵、所述第一旋转矩阵、第一焦距和所述第二旋转矩阵、第二焦距对所述第一图像和所述第二图像进行配准。结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述根据所述第一图像中所述参照图样的第一部分的特征点的位置与所述第二图像中所述参照图样的第二部分的特征点的位置获取所述第一图像成像平面到所述第二图像成像平面的第一单应矩阵包括：将所述第一图像中所述参照图样的第一部分的特征点投影到第一平面得到第三图像，根据所述第一图像中所述参照图样的第一部分的特征点的位置与所述第三图像的特征点的位置获取所述第一图像成像平面到所述第一平面的第二单应矩阵；在所述第一平面上，根据对称性获取与所述第三图像中的特征点轴对称的特征点，获取扩展后的第三图像；将所述扩展后的第三图像投影到所述第一图像成像平面得到扩展后的第一图像，并根据与所述第三图像中的特征点轴对称的特征点的位置以及所述第二单应矩阵的逆矩阵，获取所述扩展后的第一图像的扩展特征点的位置；将所述第二图像中所述参照图样的第二部分的特征点投影到第二平面得到第四图像，根据所述第二图像中所述参照图样的第二部分的特征点的位置与所述第四图像的特征点的位置获取所述第二图像成像平面到所述第二平面的第三单应矩阵；在所述第二平面上，根据对称性获取与所述第四图像中的特征点轴对称的特征点，获取扩展后的第四图像；将所述扩展后的第四图像投影到所述第二图像成像平面得到扩展后的第二图像，并根据与所述第四图像中的特征点轴对称的特征点的位置以及所述第三单应矩阵的逆矩阵，获取所述扩展后的第二图像的扩展特征点的位置；根据所述扩展后的第一图像中所述参照图样的第一部分的特征点和所述扩展后的第一图像的扩展特征点的位置，以及所述扩展后的第二图样中所述参照图样的第二部分的特征点、所述扩展后的第二图像的扩展特征点之间的位置，获取所述第一图像成像平面到所述第二图像成像平面的所述第一单应矩阵。结合第一方面或第一方面的第一种实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述根据所述第一单应矩阵获取所述第一图像成像平面的第一旋转矩阵和第一焦距以及所述第二图像成像平面的第二旋转矩阵和第二焦距，包括：根据所述第一单应矩阵利用旋转矩阵公式获取所述第一旋转矩阵和第一焦距以及所述第二图像成像平面的第二旋转矩阵和第二焦距；所述旋转矩阵公式包括：M≈V1RV0，其中M表示所述第一单应矩阵，R表示旋转矩阵，且R＝(rij)，i，j＝0，1，2f0为第一焦距，f1为第二焦距，结合第一方面或第一方面的第一至第二种可能的实现方式中的任一项，在第三种可能的实现方式中，所述方法包括：所述第一图像成像平面具有平行于所述第一图像成像平面的第一基线，所述第二图像成像平面具有平行于所述第二图像成像平面的第二基线，所述第一平面平行于所述第一基线，且所述第二平面平行于所述第二基线。另外，需要说明的是：所述参照图样为在获取所述第一图像和所述第二图像之前预设置在拍摄场景的；或所述参照图样为在获取所述第一图像和所述第二图像之前所述拍摄场景中已存在的图样。第二方面，提供一种图像拼接设备，所述设备包括：图样获取模块，用于获取第一图像和第二图像，所述第一图像包括参照图样的第一部分，所述第二图像包括所述参照图样的第二部分；空间参数获取模块，用于根据所述第一图像中所述参照图样的第一部分的特征点的位置与所述第二图像中所述参照图样的第二部分的特征点的位置获取所述第一图像成像平面到所述第二图像成像平面的第一单应矩阵；根据所述第一单应矩阵获取所述第一图像成像平面的第一旋转矩阵和第一焦距以及所述第二图像成像平面的第二旋转矩阵和第二焦距；配准模块，用于根据所述第一单应矩阵、所述第一旋转矩阵、第一焦距和所述第二旋转矩阵、第二焦距对所述第一图像和所述第二图像进行配准。结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，所述空间参数获取模块，具体用于：将所述第一图像中所述参照图样的第一部分的特征点投影到第一平面得到第三图像，根据所述第一图像中所述参照图样的第一部分的特征点的位置与所述第三图像的特征点的位置获取所述第一图像成像平面到所述第一平面的第二单应矩阵；在所述第一平面上，根据对称性获取与所述第三图像中的特征点轴对称的特征点，获取扩展后的第三图像；将所述扩展后的第三图像投影到所述第一图像成像平面得到扩展后的第一图像，并根据与所述第三图像中的特征点轴对称的特征点的位置以及所述第二单应矩阵的逆矩阵，获取所述扩展后的第一图像的扩展特征点的位置；将所述第二图像中所述参照图样的第二部分的特征点投影到第二平面得到第四图像，根据所述第二图像中所述参照图样的第二部分的特征点的位置与所述第四图像的特征点的位置获取所述第二图像成像平面到所述第二平面的第三单应矩阵；在所述第二平面上，根据对称性获取与所述第四图像中的特征点轴对称的特征点，获取扩展后的第四图像；将所述扩展后的第四图像投影到所述第二图像成像平面得到扩展后的第二图像，并根本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像拼接方法，其特征在于，包括：获取第一图像和第二图像，所述第一图像包括参照图样的第一部分，所述第二图像包括所述参照图样的第二部分；根据所述第一图像中所述参照图样的第一部分的特征点的位置与所述第二图像中所述参照图样的第二部分的特征点的位置获取所述第一图像成像平面到所述第二图像成像平面的第一单应矩阵；根据所述第一单应矩阵获取所述第一图像的成像平面的第一旋转矩阵和第一焦距以及所述第二图像的成像平面的第二旋转矩阵和第二焦距；根据所述第一单应矩阵、所述第一旋转矩阵、第一焦距和所述第二旋转矩阵、第二焦距对所述第一图像和所述第二图像进行配准。

【技术特征摘要】
1.一种图像拼接方法，其特征在于，包括：获取第一图像和第二图像，所述第一图像包括参照图样的第一部分，所述第二图像包括所述参照图样的第二部分；根据所述第一图像中所述参照图样的第一部分的特征点的位置与所述第二图像中所述参照图样的第二部分的特征点的位置获取所述第一图像成像平面到所述第二图像成像平面的第一单应矩阵，包括：选取一个和所述第一图像所在平面的基线平行的第一平面，通过所述第一平面，在所述第一图像所在平面中扩展出第一平面中所包含的图样的全部特征点；选取一个和所述第二图像所在平面的基线平行的第二平面，通过所述第二平面，在所述第二图像所在平面中扩展出第二平面中所包含的图样的全部特征点；利用所述第一图像扩展出的参照图样的特征点和所述第二图像扩展出的参照图样的特征点，求出所述第一图像所在平面到所述第二图像所在平面的单应矩阵；根据所述第一单应矩阵获取所述第一图像的成像平面的第一旋转矩阵和第一焦距以及所述第二图像的成像平面的第二旋转矩阵和第二焦距；根据所述第一单应矩阵、所述第一旋转矩阵、第一焦距和所述第二旋转矩阵、第二焦距对所述第一图像和所述第二图像进行配准。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一图像中所述参照图样的第一部分的特征点的位置与所述第二图像中所述参照图样的第二部分的特征点的位置获取所述第一图像成像平面到所述第二图像成像平面的第一单应矩阵，具体包括：将所述第一图像中所述参照图样的第一部分的特征点投影到第一平面得到第三图像，根据所述第一图像中所述参照图样的第一部分的特征点的位置与所述第三图像的特征点的位置获取所述第一图像成像平面到所述第一平面的第二单应矩阵；在所述第一平面上，根据对称性获取与所述第三图像中的特征点轴对称的特征点，获取扩展后的第三图像；将所述扩展后的第三图像投影到所述第一图像成像平面得到扩展后的第一图像，并根据与所述第三图像中的特征点轴对称的特征点的位置以及所述第二单应矩阵的逆矩阵，获取所述扩展后的第一图像的扩展特征点的位置；将所述第二图像中所述参照图样的第二部分的特征点投影到第二平面得到第四图像，根据所述第二图像中所述参照图样的第二部分的特征点的位置与所述第四图像的特征点的位置获取所述第二图像成像平面到所述第二平面的第三单应矩阵；在所述第二平面上，根据对称性获取与所述第四图像中的特征点轴对称的特征点，获取扩展后的第四图像；将所述扩展后的第四图像投影到所述第二图像成像平面得到扩展后的第二图像，并根据与所述第四图像中的特征点轴对称的特征点的位置以及所述第三单应矩阵的逆矩阵，获取所述扩展后的第二图像的扩展特征点的位置；根据所述扩展后的第一图像中所述参照图样的第一部分的特征点和所述扩展后的第一图像的扩展特征点的位置，以及所述扩展后的第二图样中所述参照图样的第二部分的特征点、所述扩展后的第二图像的扩展特征点之间的位置，获取所述第一图像成像平面到所述第二图像成像平面的所述第一单应矩阵。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一单应矩阵获取所述第一图像成像平面的第一旋转矩阵和第一焦距以及所述第二图像成像平面的第二旋转矩阵和第二焦距，包括：根据所述第一单应矩阵利用旋转矩阵公式获取所述第一旋转矩阵和第一焦距以及所述第二图像成像平面的第二旋转矩阵和第二焦距；所述旋转矩阵公式包括：M≈V1RV0，其中M表示所述第一单应矩阵，R表示旋转矩阵，且R＝(rij),i,j＝0,1,2，f0为第一焦距，f1为第二焦距，4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一图像成像平面具有平行于所述第一图像成像平面的第一基线，所述第二图像成像平面具有平行于所述第二图像成像平面的第二基线，所述第一平面平行于所述第一基线，且所述第二平面平行于所述第二基线。5.根据权利要求1至4任意一项所述的方法，其特征在于，所述参照图样为在获取所述第一图像和所述第二图像之前预设置在拍摄场景...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁亚东，胡昌启，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44