一种载人航天器AIT过程超高清全景图像多景深融合技术制造技术

为解决现有的全景图像拍摄方式无法将不同景深处的图像都拍清晰，导致拼接后的全景图像中存在模糊区域，影响载人航天器全景图像的效果的问题，本发明专利技术提供了一种载人航天器AIT过程超高清全景图像多景深融合技术，包括如下步骤：S1:拍摄多景深原始图像；S2:利用图像相似度识别技术对多景深原始图像进行分组；S3:全景图像拼接；S4:利用模糊识别算法识别全景图像的模糊区域；S5:利用多景深融合方法生成清晰全景图像。本发明专利技术通过如上步骤，在每一个位置拍摄不同焦点下的多景深图像，通过多景深融合技术生成清晰全景图像。融合技术生成清晰全景图像。融合技术生成清晰全景图像。

【技术实现步骤摘要】
一种载人航天器AIT过程超高清全景图像多景深融合技术


[0001]本专利技术涉及一种载人航天器AIT过程超高清全景图像多景深融合技术，属于数字图像处理


技术介绍

[0002]全景图像拼接是指在相同的场景下，将一组相互之间存在重叠区域的图像经图像预处理、图像配准和图像融合处理后生成一幅高分辨率、宽视角的全景图像。全景图像拼接技术在数字图像处理领域占据着重要地位。
[0003]现有的全景图像拍摄在每一个位置采用自动对焦方式或者单一焦点下拍摄的方式。在载人航天器AIT过程全景图像拍摄中，由于舱内和舱外结构复杂，不同单机设备在图像中的景深不同，采用现有的拍摄方式无法将不同景深处的图像都拍清晰，导致拼接后的全景图像中存在模糊区域，影响载人航天器全景图像的效果。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种载人航天器AIT过程超高清全景图像多景深融合技术，在每一个位置拍摄不同焦点下的多景深图像，通过多景深融合技术生成清晰全景图像。
[0005]本专利技术目的通过以下技术方案予以实现：
[0006]一种载人航天器AIT过程超高清全景图像多景深融合技术包括下面几个步骤：S1:拍摄多景深原始图像。S2:利用图像相似度识别技术对多景深原始图像进行分组。S3:全景图像拼接。S4:利用模糊识别算法识别全景图像的模糊区域。S5:利用多景深融合方法生成清晰全景图像。
[0007]S1:拍摄多景深原始图像
[0008]步骤S1利用单反相机、全景云台和三脚架拍摄多景深原始图像，在每个位置拍摄时，对不同景深的单机设备分别进行对焦，得到不同对焦情况下的原始图像。通过调整全景云台的俯仰角度和水平角度拍摄不同位置的原始图像。假设每个原始图像的尺寸大小为M
×
N，拍摄得到的多景深原始图像数据集表示为{P1,P2,...,P
n
‑1,P
n
}，其中n表示拍摄的原始图像数量。
[0009]S2:利用图像相似度识别技术对多景深原始图像进行分组
[0010]步骤S2利用图像相似度识别技术对多景深原始图像进行分组，将同一位置的多景深图像分为一组。依次对相邻两个图像进行相似度计算。当相似度值大于等于设定的阈值时，相邻图像分为一组，当相似度值小于设定的阈值时，相邻图像归为不同组。分组后得到的多景深原始图像数据集表示为{G1,G2,...,G
K
‑1,G
K
}，其中K表示拍摄的位置数量，m
k
表示第k个拍摄位置拍摄的多景深图像数量。
[0011]S3:全景图像拼接
[0012]步骤S3利用单对焦原始图像拼接生成全景图像，首先从分组后的每一个组中选出
第一个原始图像，表示为{G
11
,G
21
,...,G
(K
‑
1)1
,G
K1
}，对K个原始图像通过图像预处理、图像配准和图像融合步骤生成拼接后的全景图像Q，并记录Q中每一个像素点在原始图像中的组号和位置坐标。针对原始图像的重叠区域，记录像素点所在的第一个组号和对应的位置坐标。
[0013]S4:利用模糊识别算法识别全景图像的模糊区域
[0014]步骤S4利用无参考图像模糊识别算法识别出全景图像的模糊区域。在全景图像中设置不同大小的局部窗口，针对每一个局部窗口内图像计算多个图像清晰度评价指标，当数值均小于对应的设定阈值时，则对应局部窗口标记为模糊区域。通过对每一个局部窗口进行模糊检测得到多个模糊区域框。
[0015]针对不同模糊区域框存在重叠区域的情况，本专利技术对识别得到的模糊区域框进行优化处理。假设模糊区域框U1和模糊区域框U2存在重叠区域，框U1的区域范围为(x1,y1,w1,u1)，框U2的区域范围为(x2,y2,w2,u2)。当U1∪U2＝U2时，删除框U1；当U1∪U2＝U1时，删除框U2；在U1∪U2≠U2且U1∪U2≠U1的情况下，计算两个模糊区域框的交并比(IoU)，当IoU大于等于设定的阈值ε时，将框U1和框U2合并为框U3，框U3为同时包含框U1和框U2的最小矩形框；当IoU小于设定的阈值ε时，则分别保留框U1和框U2。
[0016]假设优化后模糊区域数量为d，第d个模糊区域在全景图像Q中的位置为(x
d
,y
d
,w
d
,u
d
)，在原始图像中的位置表示为(x
d
′
,y
d
′
,w
d
,u
d
)，在原始图像中的组号表示为k
d
，其中x
d
和y
d
表示模糊区域中心点在全景图像中的位置坐标，x
d
′
和y
d
′
表示模糊区域中心点在原始图像中的位置坐标，w
d
和u
d
表示模糊区域的宽度和高度。
[0017]S5:利用多景深融合方法生成清晰全景图像
[0018]步骤S5依次对步骤S4识别出的每一个模糊区域进行多景深融合，如果其它对焦情况下拍摄的对应图像的最大清晰度大于模糊区域清晰度的δ倍，则将清晰度最大的图像融合到全景图像中。第d个模糊区域在原始图像中的位置为(x
d
′
,y
d
′
,w
d
,u
d
)，提取出第k
d
个组号中m
k
个原始图像的对应区域(x
d
′
,y
d
′
,w
d
,u
d
)，表示为依次计算图像的无参考图像清晰度，表示为m
k
个图像中清晰度最大的图像编号表示为c
d
，如果c
d
等于1，则不对第d个模糊区域进行多景深融合。如果c
d
不等于1，且则利用多景深融合方法将第c
d
个图像对应区域融合到全景图像中，提升全景图像的清晰度。
[0019]在所述多景深融合方法中，为了实现第c
d
个图像对应区域与全景图像Q的平滑融合过渡，提取第c
d
个图像的区域范围大于(x
d
′
,y
d
′
,w
d
,u
d
)，并将提取的图像表示为I。将图像I与全景图像Q进行图像预处理和图像配准，配准后构建转换模型将图像I转换到全景图像Q的坐标系中。假设拼接后的全景图像为Q
′
，Q
′
与全景图像Q的尺寸大小一致。在Q
′
中(x
d
,y
d
,w
d
,u
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种载人航天器AIT过程超高清全景图像多景深融合技术，其特征在于，包括如下步骤：S1:拍摄多景深原始图像；S2:利用图像相似度识别技术对多景深原始图像进行分组；S3:全景图像拼接；S4:利用模糊识别算法识别全景图像的模糊区域；S5:利用多景深融合方法生成清晰全景图像。2.根据权利要求1所述的载人航天器AIT过程超高清全景图像多景深融合技术，其特征在于，所述S1:拍摄多景深原始图像，具体为利用单反相机、全景云台和三脚架拍摄多景深原始图像，在每个位置拍摄时，对不同景深的单机设备分别进行对焦，得到不同对焦情况下的原始图像，通过调整全景云台的俯仰角度和水平角度拍摄不同位置的原始图像，假设每个原始图像的尺寸大小为M
×
N，拍摄得到的多景深原始图像数据集表示为{P1,P2,...,P
n
‑1,P
n
}，其中n表示拍摄的原始图像数量。3.根据权利要求1所述的载人航天器AIT过程超高清全景图像多景深融合技术，其特征在于，所述S2:利用图像相似度识别技术对多景深原始图像进行分组，具体为利用图像相似度识别技术对多景深原始图像进行分组，将同一位置的多景深图像分为一组，依次对相邻两个图像进行相似度计算，当相似度值大于等于设定的阈值时，相邻图像分为一组，当相似度值小于设定的阈值时，相邻图像归为不同组，分组后得到的多景深原始图像数据集表示为{G1,G2,...,G
K
‑1,G
K
}，其中K表示拍摄的位置数量，m
k
表示第k个拍摄位置拍摄的多景深图像数量。4.根据权利要求3所述的载人航天器AIT过程超高清全景图像多景深融合技术，其特征在于，所述S3:全景图像拼接，具体为利用单对焦原始图像拼接生成全景图像，首先从分组后的每一个组中选出第一个原始图像，表示为{G
11
,G
21
,...,G
(K
‑
1)1
,G
K1
}，对K个原始图像通过图像预处理、图像配准和图像融合步骤生成拼接后的全景图像Q，并记录Q中每一个像素点在原始图像中的组号和位置坐标，针对原始图像的重叠区域，记录像素点所在的第一个组号和对应的位置坐标。5.根据权利要求4所述的载人航天器AIT过程超高清全景图像多景深融合技术，其特征在于，所述S4:利用模糊识别算法识别全景图像的模糊区域，具体为利用无参考图像模糊识别算法识别出全景图像的模糊区域，在全景图像中设置不同大小的局部窗口，针对每一个局部窗口内图像计算多个图像清晰度评价指标，当数值均小于对应的设定阈值时，则对应局部窗口标记为模糊区域，通过对每一个局部窗口进行模糊检测得到多个模糊区域框。6.根据权利要求5所述的载人航天器AIT过程超高清全景图像多景深融合技术，其特征在于，针对不同所述模糊区域框存在重叠区域的情况，本发明对识别得到的模糊区域框进行优化处理，假设模糊区域框U1和模糊区域框U2存在重叠区域，框U1的区域范围为(x1,y1,w1,u1)，框U2的区域范围为(x2,y2,w2,u2)。当U1∪U2＝U2时，删除框U1；当U1∪U2＝U1时，删除框U2；在U1∪U2≠U2且U1∪U2≠U1的情况下，计算两个模糊区域框的交并比，当所述交并比大于等于设定的阈值ε时，将框U1和框U2合并为框U3，框U3为同时包含框U1和框U2的最小矩形框；当所述交并比小于设定的阈值ε时，则分别保留框U1和框U2。
7.根据权利要求6所述的载人航天器AIT过程...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄垒，付光辉，余越，赵志纲，王鑫，苏亮，王昊，赵晶晶，刁常堃，司顺成，赵继丁，
申请(专利权)人：北京卫星环境工程研究所，
类型：发明
国别省市：