一种基于变焦立体视觉的三维全景图像生成方法及系统技术方案

一种基于变焦立体视觉的三维全景图像生成方法及系统，该方法可以利用拍摄的不同焦距下的二维图像，进行准确的图像处理和分析，通过算法计算出图像的三维点云数据，通过对点云数据的精简、配准以及拼接最终生成三维全景图像。本发明专利技术的系统组成有硬件和软件两个部分，其中的硬件包括单目变焦图像的采集装置、存储装置、处理器。软件部分包括图像处理程序匹配程序和拼接程序。本发明专利技术的实现方法有相机标定，灰度化、图像增强、图像的特征提取、稠密匹配、三维点云计算、三维单目视觉的点云拼接方法达到图像的三维重建。打破了传统的相机拍摄角度不能满足需求的方式，全方位表现出目标物体的基本构造。

A 3D panoramic image generation method and system based on zoom stereo vision

A system and method of generating 3D panoramic image zooming based on stereo vision, this method can use two-dimensional images taken under different focal length, image processing and accurate analysis, calculated by the algorithm of 3D point cloud data of the image, based on point cloud data simplification, registration and mosaic to create 3D panoramic images. The system consists of two parts of hardware and software, in which the hardware includes a collection device, a storage device, and a processor for a monocular zoom image. The software part includes the image processing program matching program and the splicing program. The implementation method of the invention is camera calibration, grayscale, image enhancement, image feature extraction, dense matching, 3D point cloud computing and 3D monocular vision point cloud stitching method to achieve 3D reconstruction of images. It breaks the way that the traditional camera shooting angle can not meet the needs, and shows the basic structure of the object in all directions.

【技术实现步骤摘要】
一种基于变焦立体视觉的三维全景图像生成方法及系统
本专利技术属于单目立体视觉系统，更具体地，涉及一种基于变焦立体视觉的三维全景图像生成方法及系统。
技术介绍
随着计算机技术的高速发展，人们可以通过视觉、嗅觉、听觉等不同方式获取信息。在人类的感知中图像具有很重要的地位，通过图像可以获取丰富的信息量。随着人们对视觉信息量的不断追求，全景图像的应用研究在人工智能和机器视觉领域得到了高度重视。全景图像在虚拟现实、地理场景重建、航空航天、医学等方面广泛应用。在百度地图可以观察街道全景，嫦娥三号月球探测器使用全景相机采集探测器周边全景，对人体器官部位合成大视角全景图便于医生观察、诊断等。全景图像可以分为二维和三维两种形式，其生成方法主要有两种：一、利用专业的全景相机直接获得全景图像。二、使用单双目相机拍摄二维图像，经过相关图像处理技术拼接生成全景图。由于全景相机价格昂贵，不易普及，所以设计一种新型的全景图像生成系统具有较大的实用价值。国内也有一部分人针对此问题进行了研究并取得了一定的成果，目前基于点云拼接技术生成全景图像主要基于激光扫描设备以及双目平台获取的点云数据再进行拼接处理。基于激光设备直本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于变焦立体视觉的三维全景图像生成方法，其特征在于包括下列步骤：1)用单目变焦图像的采集装置(2)对目标物体(1)在两个不同焦距下进行图像采集，得到整体图像后，将第一焦距和第二焦距下采集的图像分别存储在存储装置(3)中，并从存储装置(3)中读取出这两幅图像；2)对读取的第一焦距和第二焦距下的拍摄的两幅图像分别进行处理，并对两个焦距下的单目变焦图像的采集装置(2)进行标定，从而完成双焦单目图像的稀疏匹配；3)对稀疏匹配结果进行误匹配去除，计算相机焦距实际缩放之比，然后对图像进行稠密匹配处理，生成稠密视差图；4)对匹配好的目标体进行三维重建，最后确定目标物体(1)在图像中的位置以及获取准确的三...

【技术特征摘要】
1.一种基于变焦立体视觉的三维全景图像生成方法，其特征在于包括下列步骤：1)用单目变焦图像的采集装置(2)对目标物体(1)在两个不同焦距下进行图像采集，得到整体图像后，将第一焦距和第二焦距下采集的图像分别存储在存储装置(3)中，并从存储装置(3)中读取出这两幅图像；2)对读取的第一焦距和第二焦距下的拍摄的两幅图像分别进行处理，并对两个焦距下的单目变焦图像的采集装置(2)进行标定，从而完成双焦单目图像的稀疏匹配；3)对稀疏匹配结果进行误匹配去除，计算相机焦距实际缩放之比，然后对图像进行稠密匹配处理，生成稠密视差图；4)对匹配好的目标体进行三维重建，最后确定目标物体(1)在图像中的位置以及获取准确的三维坐标，得到三维点云数据；单目变焦图像的采集装置(2)从第一角度转换到第二角度，重复1)-4)，共得到两片三维点云；5)将获取的两片三维点云数据进行精简处理，对精简后的两片三维点云数据进行ICP配准，最后进行三维点云拼接生成三维全景图像(8)。2.根据权利要求1所述的一种基于变焦立体视觉的三维全景图像生成方法，其特征在于包括下列步骤：所述的步骤3)中，进行对稀疏匹配结果进行误匹配去除，采用的是基于SIFT...

【专利技术属性】
技术研发人员：高宏伟，刘玉影，于洋，姜月秋，
申请(专利权)人：沈阳理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21