低空航拍图像拼接方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了低空航拍图像拼接方法和装置，涉及图像处理技术领域，该低空航拍图像拼接方法包括：获取包括有至少两张低空航拍图像的图像序列；根据图像序列中相邻低空航拍图像上特征点的匹配结果，分别确定每一张低空航拍图像中的大视差区域；针对每一张包括大视差区域的低空航拍图像，将该低空航拍图像中的位于大视差区域内的大视差图像删除，获得低地物图像；从包括有同一地面对象的至少两张大视差图像中选择正射性最好的目标大视差图像；对低地物图像进行拼接获得低地物区域拼接图像；分别将每一张目标大视差图像拼接到低地物区域拼接图像中相应的空缺区域，获得低空航拍拼接图像。本方案能够获得较为准确的低空航拍拼接图像。

Low altitude aerial image mosaic method and device

【技术实现步骤摘要】
低空航拍图像拼接方法和装置
本专利技术涉及图像处理
，特别涉及低空航拍图像拼接方法和装置。
技术介绍
利用无人机可以在低空拍摄地面图像，由于所获得低空航拍图像具有较高的对地观测分辨率，低空航拍图像细节丰富且地貌清晰，可用作城市规划、交通监测、行程估计和突发事件反馈等场景。在利用无人机低空航拍获得低空航拍图像时，由于地面上较高建筑物与无人机上拍摄镜头之间的距离相对较小，较高建筑物对其周围对象遮挡严重，导致所获得低空航拍图像存在多视点透视导致的视差问题，即相同的对象在不同低空航拍图像中呈现不同的形态，进而在对低空航拍图像进行拼接时会出现鬼影和错切。目前在对低空航拍图像进行拼接时，通常采用图像融合算法来消除或减小图像拼接过程中出现的鬼影和错切，比如采用加权平均算法、多分辨率融合算法、泊松融合算法等图像融合算法来消除或减小鬼影和错切。针对目前对低空航拍图像进行拼接的方法，图像融合算法仅可针对视差较小的低空航拍图像来消除或减小图像拼接过程中出现的鬼影和错切，对于视差较大的低空航拍图像几乎无法减小图像拼接过程中出现的鬼影和错切，但实际低空航拍图像中均存在较大的视差，因此无法获得准确的低空航拍拼接图像。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了低空航拍图像拼接方法和装置，能够获得较为准确的低空航拍拼接图像。第一方面，本专利技术实施例提供了一种低空航拍图像拼接方法，包括：获取包括有至少两张低空航拍图像的图像序列，其中，所述图像序列中相邻两张所述低空航拍图像中包括相同地面对象的图像；根据所述图像序列中相邻所述低空航拍图像上特征点的匹配结果，分别确定每一张所述低空航拍图像中的大视差区域，其中，所述大视差区域为两张相邻所述低空航拍图像中存在较大视差的区域；针对每一张包括所述大视差区域的所述低空航拍图像，将该低空航拍图像中的位于所述大视差区域内的大视差图像删除，获得低地物图像；针对包括有同一所述地面对象的至少两张所述大视差图像，从该至少两张所述大视差图像中选择正射性最好的目标大视差图像；对不包括所述大视差区域的所述低空航拍图像和所述低地物图像进行拼接，获得低地物区域拼接图像；分别将每一张所述目标大视差图像拼接到所述低地物区域拼接图像中相应的空缺区域，获得低空航拍拼接图像。在第一种可能的实现方式中，结合上述第一方面，所述根据所述图像序列中相邻所述低空航拍图像上特征点的匹配结果，分别确定每一张所述低空航拍图像中的大视差区域，包括：针对每一张所述低空航拍图像，均执行：获取该低空航拍图像所包括的无匹配特征点，其中，在与该低空航拍图像相邻的另一张所述低空航拍图像中不存在与所述无匹配特征点相匹配的所述特征点；根据预先设定的网格划分规则，将该低空航拍图像均匀划分为a行×b列个网格，其中，所述a为大于2的整数，所述b为大于2的整数；从所划分出的各个所述网格中确定至少一个目标网格，获得包括有所述至少一个目标网格的第一网格集合，其中，所述目标网格包括的所述特征点的数量大于第一数量阈值，且所述目标网格包括的匹配特征点的数量等于第二数量阈值，在与该低空航拍图像相邻的另一张所述低空航拍图像中存在与所述匹配特征点相匹配的所述特征点；从所述第一网格集合中删除由低矮的所述地面对象和可动的所述地面对象所导致的所述目标网格，获得第二网格集合；将所述第二网格集合中具有最多相邻所述目标网格数量的一个所述目标网格确定为起点网格；根据各个所述网格的灰度值，以所述起点网格为起点进行区域生长，获得呈矩形的所述大视差区域。在第二种可能的实现方式中，结合上述第一种可能的实现方式，所述从所划分出的各个所述网格中确定至少一个目标网格，获得包括有所述至少一个目标网格的第一网格集合，包括：根据各个所述网格中所述特征点的数量平均值，确定所述第一数量阈值；从各个所述网格中确定第一网格，其中，所述第一网格包括的所述特征点的数量大于所述第一数量阈值；从各个所述第一网格中确定包括所述匹配特征点的数量最少的两个第二网格，将两个所述第二网格中所述匹配特征点的数量均确定为所述第二数量阈值；针对每一个所述第一网格，如果该第一网格中所述特征点的数量等于所述第二数量阈值，则将该第一网格确定为所述目标网格；将各个所述目标网格的集合确定为所述第一网格集合。在第三种可能的实现方式中，结合上述第一种可能的实现方式，所述从所述第一网格集合中删除由低矮的所述地面对象和可动的所述地面对象所导致的所述目标网格，获得第二网格集合，包括：S1：针对每一个所述目标网格，通过如下公式计算该目标网格中各所述特征点之间的平均欧氏距离；其中，所述D表征一个所述目标网格中各个所述特征点之间的平均欧氏距离，所述m表征该目标网格中所述特征点的数量，所述i,j表征该目标网格中任意两个所述特征点，所述n表征用于描述所述特征点的特征点描述符所包括向量的维数，所述k表征所述特征点描述符n维向量的第k个维度，所述xik表征第i个所述特征点在第个维度下的坐标值，所述xjk表征第j个所述特征点在第个维度下的坐标值；S2：针对每一个所述目标网格，如果该目标网格中各个所述特征点之间的平均欧式距离小于距离阈值，则将该目标网格确定为第三网格，其中，所述距离阈值等于该目标网格中的最小值的整数倍；S3：从所述第一网格集合中删除各个所述第三网格，获得第三网格集合；S4：针对所述第三网格集合中的每一个所述目标网格，如果与该目标网格相邻的各个所述网格中匹配特征点的总数量大于第三数量阈值，则将该目标网格确定为第四网格，其中，所述第三数量阈值等于各所述网格中特征点数量平均值的6倍；S5：从所述第三网格集合中删除各所述第四网格，获得所述第二网格集合。在第四种可能的实现方式中，结合上述第一种可能的实现方式、第二种可能的实现方式和第三种可能的实现方式中的任意一个，所述将所述第二网格集合中具有最多相邻所述目标网格数量的一个所述目标网格确定为起点网格，包括：针对所述第二网格集合中的每一个所述目标网格，确定该目标网格的四邻域内位于所述第二网格集合中的网格数量；将四邻域内位于所述第二网格集合中的网格数量最大的所述目标网格确定为第五网格；判断所述第五网格是否唯一；如果所述第五网格唯一，则将所述第五网格确定为所述起点网格；如果所述第五网格不唯一，则分别确定每一个所述第五网格的八邻域内位于所述第二网格集合中的网格数量，并将八邻域内位于所述第二网格集合中的网格数量最大的一个所述第五网格确定为所述起点网格。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种低空航拍图像拼接装置，包括：一个图像获取模块，用于获取包括有至少两张低空航拍图像的图像序列，其中，所述图像序列中相邻两张所述低空航拍图像中包括相同地面对象的图像；一个区域识别模块，用于根据所述图像获取模块获取到的所述图像序列中相邻所述低空航拍图像上特征点的匹配结果，分别确定每一张所述低空本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.低空航拍图像拼接方法，其特征在于，包括：/n获取包括有至少两张低空航拍图像的图像序列，其中，所述图像序列中相邻两张所述低空航拍图像中包括相同地面对象的图像；/n根据所述图像序列中相邻所述低空航拍图像上特征点的匹配结果，分别确定每一张所述低空航拍图像中的大视差区域，其中，所述大视差区域为两张相邻所述低空航拍图像中存在较大视差的区域；/n针对每一张包括所述大视差区域的所述低空航拍图像，将该低空航拍图像中的位于所述大视差区域内的大视差图像删除，获得低地物图像；/n针对包括有同一所述地面对象的至少两张所述大视差图像，从该至少两张所述大视差图像中选择正射性最好的目标大视差图像；/n对不包括所述大视差区域的所述低空航拍图像和所述低地物图像进行拼接，获得低地物区域拼接图像；/n分别将每一张所述目标大视差图像拼接到所述低地物区域拼接图像中相应的空缺区域，获得低空航拍拼接图像。/n

【技术特征摘要】
1.低空航拍图像拼接方法，其特征在于，包括：
获取包括有至少两张低空航拍图像的图像序列，其中，所述图像序列中相邻两张所述低空航拍图像中包括相同地面对象的图像；
根据所述图像序列中相邻所述低空航拍图像上特征点的匹配结果，分别确定每一张所述低空航拍图像中的大视差区域，其中，所述大视差区域为两张相邻所述低空航拍图像中存在较大视差的区域；
针对每一张包括所述大视差区域的所述低空航拍图像，将该低空航拍图像中的位于所述大视差区域内的大视差图像删除，获得低地物图像；
针对包括有同一所述地面对象的至少两张所述大视差图像，从该至少两张所述大视差图像中选择正射性最好的目标大视差图像；
对不包括所述大视差区域的所述低空航拍图像和所述低地物图像进行拼接，获得低地物区域拼接图像；
分别将每一张所述目标大视差图像拼接到所述低地物区域拼接图像中相应的空缺区域，获得低空航拍拼接图像。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述图像序列中相邻所述低空航拍图像上特征点的匹配结果，分别确定每一张所述低空航拍图像中的大视差区域，包括：
针对每一张所述低空航拍图像，均执行：
获取该低空航拍图像所包括的无匹配特征点，其中，在与该低空航拍图像相邻的另一张所述低空航拍图像中不存在与所述无匹配特征点相匹配的所述特征点；
根据预先设定的网格划分规则，将该低空航拍图像均匀划分为a行×b列个网格，其中，所述a为大于2的整数，所述b为大于2的整数；
从所划分出的各个所述网格中确定至少一个目标网格，获得包括有所述至少一个目标网格的第一网格集合，其中，所述目标网格包括的所述特征点的数量大于第一数量阈值，且所述目标网格包括的匹配特征点的数量等于第二数量阈值，在与该低空航拍图像相邻的另一张所述低空航拍图像中存在与所述匹配特征点相匹配的所述特征点；
从所述第一网格集合中删除由低矮的所述地面对象和可动的所述地面对象所导致的所述目标网格，获得第二网格集合；
将所述第二网格集合中具有最多相邻所述目标网格数量的一个所述目标网格确定为起点网格；
根据各个所述网格的灰度值，以所述起点网格为起点进行区域生长，获得呈矩形的所述大视差区域。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述从所划分出的各个所述网格中确定至少一个目标网格，获得包括有所述至少一个目标网格的第一网格集合，包括：
根据各个所述网格中所述特征点的数量平均值，确定所述第一数量阈值；
从各个所述网格中确定第一网格，其中，所述第一网格包括的所述特征点的数量大于所述第一数量阈值；
从各个所述第一网格中确定包括所述匹配特征点的数量最少的两个第二网格，将两个所述第二网格中所述匹配特征点的数量均确定为所述第二数量阈值；
针对每一个所述第一网格，如果该第一网格中所述特征点的数量等于所述第二数量阈值，则将该第一网格确定为所述目标网格；
将各个所述目标网格的集合确定为所述第一网格集合。


4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述从所述第一网格集合中删除由低矮的所述地面对象和可动的所述地面对象所导致的所述目标网格，获得第二网格集合，包括：
S1：针对每一个所述目标网格，通过如下公式计算该目标网格中各所述特征点之间的平均欧氏距离；



其中，所述D表征一个所述目标网格中各个所述特征点之间的平均欧氏距离，所述m表征该目标网格中所述特征点的数量，所述i,j表征该目标网格中任意两个所述特征点，所述n表征用于描述所述特征点的特征点描述符所包括向量的维数，所述k表征所述特征点描述符n维向量的第k个维度，所述xik表征第i个所述特征点在第个维度下的坐标值，所述xjk表征第j个所述特征点在第个维度下的坐标值；
S2：针对每一个所述目标网格，如果该目标网格中各个所述特征点之间的平均欧式距离小于距离阈值，则将该目标网格确定为第三网格，其中，所述距离阈值等于该目标网格中的最小值的整数倍；
S3：从所述第一网格集合中删除各个所述第三网格，获得第三网格集合；
S4：针对所述第三网格集合中的每一个所述目标网格，如果与该目标网格相邻的各个所述网格中匹配特征点的总数量大于第三数量阈值，则将该目标网格确定为第四网格，其中，所述第三数量阈值等于各所述网格中特征点数量平均值的6倍；
S5：从所述第三网格集合中删除各所述第四网格，获得所述第二网格集合。


5.根据权利要求2至4中任一所述的方法，其特征在于，所述将所述第二网格集合中具有最多相邻所述目标网格数量的一个所述目标网格确定为起点网格，包括：
针对所述第二网格集合中的每一个所述目标网格，确定该目标网格的四邻域内位于所述第二网格集合中的网格数量；
将四邻域内位于所述第二网格集合中的网格数量最大的所述目标网格确定为第五网格；
判断所述第五网格是否唯一；
如果所述第五网格唯一，则将所述第五网格确定为所述起点网格；
如果所述第五网格不唯一，则分别确定每一个所述第五网格的八邻域内位于所述第二网格集合中的网格数量，并将八邻域内位于所述第二网格集合中的网格数量最大的一个所述第五网格确定为所述起点网格。


6.低空航拍图像拼接装置，其特征在于，包括：
一个图像获取模块，用于获取包括有至少两张低空航拍图像的图像序列，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：付慧，王晓鹏，
申请(专利权)人：北京林业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11