本发明专利技术属于无人机视频编辑领域，具体涉及一种无人机航拍视频媒体的自动编辑方法。本发明专利技术包括(1)无人机视频媒体的图像预处理；(2)无人机视频媒体的图像配准；(3)无人机视频媒体的图像融合；(4)无人机视频媒体的图像拼接：(5)对图像拼接的无人机视频媒体进行存储。本发明专利技术可以适应无人机航拍画面的特点，有效利用重叠画面的信息冗余，将无人机航拍视频画面进行拼接编辑，例如拼接为全景画面，提升拼接后的画面质量；拼接画面可以用于高效、准确、视觉效果优异的航拍显示；本发明专利技术是一种自动的图像处理和编辑方法，可以自动实现画面的编辑处理，直接给使用者呈现编辑后的视频媒体。
【技术实现步骤摘要】
一种无人机航拍视频媒体的自动编辑方法与系统
本专利技术属于无人机控制视频编辑领域，具体涉及一种无人机航拍视频媒体的自动编辑方法与系统。
技术介绍
随着科技的进步及自动化、信息化进程的推进，使用无人机作为飞行平台，同时通过所搭载的数码照相机和数码摄像机等数字设备进行拍摄和记录，以获取低空高分辨率及高精度航拍影像为目的无人机航拍系统已广泛应用于国土监测、灾害勘察、城市规划、农林气象、军事国防、环境评测、个人摄影等诸多学科和领域。无人机航拍系统(UnmannedAerialVehicleAltitudeRemoteSensingSystem，UAVRS)，利用先进的无人驾驶飞行器技术、航拍摄像技术、图像处理技术、通讯技术、GPS定位技术等，能够自动、智能、快速的获取航拍画面以及附加的地理位置等信息，从而满足各种实际应用，具有灵活机动、便捷经济的特点。通过利用无人机航拍系统对目标区域的实际拍摄，可以在相当短的时间内获取特定区域的海量影像数据。目前，无人机航拍影像数据已逐渐进入到实际应用阶段，在各种应用领域当中，无人机视频图像都能够发挥重要的作用。但在航拍视频媒体画面的处理与应用方面，尚存在一些问题及需要改进的地方。由于无人机航拍系统所获得的影像资料具有较高的拍摄角度以及较少的遮挡，且具备单帧图像数据量大、各帧图像重叠度高的特点，因此适合对具有相同场景的视频画面进行拼接显示，例如拼接为全景图像。为了获得大视场的全景图像，就必须开发出一套实时的无人机视频图像自动拼接方法，从而更及时准确的掌握目标区域的情况。为了符合人们的普遍观感并得到良好的拼接效果，我们必须对所获得的无人机航拍系统的图像信息进行几何校正。但由于在实际应用尤其是在一些突发的事件中，我们往往很难投入大量人力物力以获取地面控制点的信息。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种自动识别由无人机航拍获得的媒体片段的特征，根据媒体画面的变化分析编辑的无人机航拍视频媒体，将无人机航拍视频画面进行拼接编辑，例如拼接为全景画面的自动编辑方法。本专利技术的目的是这样实现的：一种无人机航拍视频媒体的自动编辑方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，无人机视频媒体的原始图像进行图像预处理：步骤2，对预处理的无人机视频媒体进行图像配准；步骤3，对无人机视频媒体冗余图像进行图像融合处理；步骤4，对融合后的无人机视频媒体进行图像拼接；步骤5，对图像拼接的无人机视频媒体进行存储。优选的是，所述步骤1中进行的图像预处理具体包括一下预处理：(1.1)辐射校正，在视频图像获取时利用图像的像元灰度值，对不同时间获得的航拍图像建立彼此之间的校正标准，从而进行归一化处理；(1.2)几何校正，对无人机视频媒体的图像进行几何校正，对成像过程中所产生的畸变进行校正，产生一幅符合地图投影或图形表达标准的新图像并且将变形的图像纠正，统一到建立的坐标系中。优选的是，所述步骤2的图像配准是将无人机不同视角下拍摄的同一场景的两幅或多幅图像在空间上完成像素对准。进一步优选的是，采用SIFT图像配准算法完成所述步骤(2)的无人机视频媒体的图像配准，具体包括：(2.1)在多尺度空间完成兴趣点的搜索获取视频图像中具有尺度不变性的特征点，采用高斯函数对原始图像进行卷积运算，得到图像的不同尺度空间；(2.2)寻找不同尺度空间的局部极值点初步确定其位置及所在尺度，从而定位特征点；(2.3)利用特征点邻域像素的梯度方向分布特性，为每个特征点分配一个方向，从而使得特征描述子具有旋转不变性；(2.4)将视频图像的坐标轴方向调整到与特征点方向一致，然后以特征点为中心，选取邻近的一个8×8的区域，将该8×8的区域分割为4×4大小的4个子邻域，并对这4个子邻域的梯度直方图进行统计；分别按0°到360°每45°为一方向分别统计每个像素点梯度的权值和方向，再求出累加值，形成一个特征点，共形成16个特征点，通过合并每个特征点的邻域方向性信息产生SIFT特征描述子；(2.5)分别提取无人机预存的参考图像及待配准图像的SIFT特征描述子，估算重叠区域大小，确定感兴趣区域，对两幅图像的特征进行匹配，从而完成图像间的配准。进一步优选的是，步骤(2.4)中所述的每个像素点梯度的权值的确定方法，包括：(2.4.1)确定两幅待拼接图像的边界；(2.4.2)确定两幅图像的重叠区域，并找到该区域的边界；(2.4.3)求取重叠区域内任一点P到重叠区域边界及原图像边界的最近距离；(2.4.4)取P到重叠区域边界及原图像边界的最近距离较小者作为分子，得到二者的比值，若该比值小于0.5，则将其定为P点权值。优选的是，所述步骤3的无人机视频媒体冗余图像的图像融合是按相应规则对存在画面冗余的视频图像进行融合处理，提取冗余的视频图像的数据信息并综合成合成图像。进一步优选的是，所述的步骤3的无人机视频媒体冗余图像的图像融合，具体包括：将两幅待拼接图像重叠区域中的像元灰度值进行叠加计算其平均值，平均值即得到的融合后图像在该区域的像元灰度值；将图像转换到频域并将其分为不同频域段，在已划分的各频域段中进行图像融合，最终将各频域段上的合成图像重构，得到一幅完整的合成图像。优选的是，步骤4的图像拼接运用加权平均融合的方法实现两幅图像的无缝拼接，具体包括：(4.1)利用无人机飞行状态参数中的姿态角及经纬度定位信息，通过将两幅图像建立到统一坐标系中确定二者的重叠区域；(4.2)采用SIFT算法在重叠区域内进行特征提取；(4.3)采用欧式距离作为相似度判定标准，并运用BBF算法在所建立的图像特征K-D树进行搜索，从而找到匹配特征；(4.4)采用RANSAC算法对匹配特征进行筛选，从而确定两幅图像的变换矩阵，使得尽可能多的特征完成匹配，在匹配后，使用基于RGB值的直接覆盖拼接方法，即比较两幅图像每个像元的R、G、B三分量值之和的大小，取大者覆盖小者予以显示，从而完成两幅图像拼接。进一步优选的是，所述的步骤(4)中对无人机航拍视频数据解码，按照视频数据的协议格式进行视频解码，获得无人机航拍视频序列中的每一帧图像，以及对应的无人机飞行状态参数。本专利技术进而提供了一种无人机航拍视频媒体的自动编辑系统，其特征在于，包括：预处理模块，用于对无人机视频媒体的原始图像进行图像预处理：图像配准模块，用于对预处理的无人机视频媒体进行图像配准；冗余图像融合模块，用于对无人机视频媒体冗余图像进行图像融合处理；拼接模块，用于对融合后的无人机视频媒体进行图像拼接；存储模块，用于对图像拼接的无人机视频媒体进行存储。优选的是，所述预处理模块的图像预处理具体包括：在视频图像获取时利用图像的像元灰度值，对不同时间获得的航拍图像建立彼此之间的校正标准，从而进行归一化处理；对无人机视频媒体的图像进行几何校正，对成像过程中所产生的畸变进行校正，产生一幅符合地图投影或图形表达标准的新图像并且将变形的图像纠正，统一到建立的坐标系中。优选的是，图像配准模块用于将无人机不同视角下拍摄的同一场景的两幅或多幅图像在空间上完成像素对准。进一步优选的是，所述图像配准模块如下完成无人机视频媒体的图像配准：在多尺度空间完成兴趣点的搜索获取视频图像中具有尺度不变性的特征点，采用高斯函数对原始图像进行卷积运算，得到图像的不同尺度空间；寻找不同尺度空间的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种无人机航拍视频媒体的自动编辑方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，无人机视频媒体的原始图像进行图像预处理：步骤2，对预处理的无人机视频媒体进行图像配准；步骤3，对无人机视频媒体冗余图像进行图像融合处理；步骤4，对融合后的无人机视频媒体进行图像拼接；步骤5，对图像拼接的无人机视频媒体进行存储。
【技术特征摘要】
1.一种无人机航拍视频媒体的自动编辑方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，无人机视频媒体的原始图像进行图像预处理：步骤2，对预处理的无人机视频媒体进行图像配准；步骤3，对无人机视频媒体冗余图像进行图像融合处理；步骤4，对融合后的无人机视频媒体进行图像拼接；步骤5，对图像拼接的无人机视频媒体进行存储。2.根据权利要求1所述的一种无人机航拍视频媒体的自动编辑方法，其特征在于，所述步骤1中进行的图像预处理具体包括一下预处理：(1.1)辐射校正，在视频图像获取时利用图像的像元灰度值，对不同时间获得的航拍图像建立彼此之间的校正标准，从而进行归一化处理；(1.2)几何校正，对无人机视频媒体的图像进行几何校正，对成像过程中所产生的畸变进行校正，产生一幅符合地图投影或图形表达标准的新图像并且将变形的图像纠正，统一到建立的坐标系中。3.根据权利要求1所述的一种无人机航拍视频媒体的自动编辑方法，其特征在于，所述步骤2的图像配准是将无人机不同视角下拍摄的同一场景的两幅或多幅图像在空间上完成像素对准。4.根据权利要求3所述的一种无人机航拍视频媒体的自动编辑方法，其特征在于，采用SIFT图像配准算法完成所述步骤(2)的无人机视频媒体的图像配准，具体包括：(2.1)在多尺度空间完成兴趣点的搜索获取视频图像中具有尺度不变性的特征点，采用高斯函数对原始图像进行卷积运算，得到图像的不同尺度空间；(2.2)寻找不同尺度空间的局部极值点初步确定其位置及所在尺度，从而定位特征点；(2.3)利用特征点邻域像素的梯度方向分布特性，为每个特征点分配一个方向，从而使得特征描述子具有旋转不变性；(2.4)将视频图像的坐标轴方向调整到与特征点方向一致，然后以特征点为中心，选取邻近的一个8×8的区域，将该8×8的区域分割为4×4大小的4个子邻域，并对这4个子邻域的梯度直方图进行统计；分别按0°到360°每45°为一方向分别统计每个像素点梯度的权值和方向，再求出累加值，形成一个特征点，共形成16个特征点，通过合并每个特征点的邻域方向性信息产生SIFT特征描述子；(2.5)分别提取无人机预存的参考图像及待配准图像的SIFT特征描述子，估算重叠区域大小，确定感兴趣区域，对两幅图像的特征进行匹配，从而完成图像间的配准。5.根据权利要求1所述的一种无人机航拍视频媒...
【专利技术属性】
技术研发人员：王晓君，唐哲君，张宏，刘剑，薛鹏，
申请(专利权)人：广州亿航智能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44
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