本发明专利技术提供了一种图像处理方法、装置和系统，该方法包括：根据预先采集的片源设备的分辨率信息、预先采集的视锥建模参数和预先采集的样本图像，确定第一图像；对第一图像进行形变处理，得到视锥标定图和视锥标定参数；对视锥标定图进行几何校正，得到第二图像和几何校正参数；基于视锥标定参数和几何校正参数，对预先获取的原始视频图像进行校正，得到目标视频图像。本技术应用于图像虚拟仿真的场景中，本方案采用软件和硬件结合的方式，适用于在片源设备性能不高，或者显卡不足以支持融合处理，或者在片源设备有保密要求的情况下，保证图像形变处理过程的稳定性，且画面帧处理延时满足要求，能够提高交互的响应速度。能够提高交互的响应速度。能够提高交互的响应速度。
【技术实现步骤摘要】
图像处理方法、装置和系统
[0001]本专利技术涉及图像虚拟仿真
，尤其是涉及一种图像处理方法、装置和系统。
技术介绍
[0002]虚拟仿真融合指的是通过投影融合的方式创建一个三维界面。观察者站在投影的视觉中心，形成一个沉浸式交互场景。在此过程中，视觉上的真实性和交互的响应速度都是其重要的指标。虚拟仿真融合是投影融合拼接的一种典型应用，在教育、医疗、科研、军工和航空航天等领域有较大的应用市场。
[0003]在现有技术中多以软件处理方式实现融合拼接，但是在现有应用场景中，GPU既要完成视频源的实时渲染，又要生成适于仿真融合的图像，这势必会影响虚拟仿真图像处理的速度，在片源设备显卡性能不足的情况下，甚至会出现视频画面严重卡顿的现象，影响用户的体验感。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种图像处理方法、装置和系统，以对图像进行虚拟仿真处理，同时，提高处理速度，以提高用户的交互体验。
[0005]第一方面，本专利技术提供一种图像处理方法，该方法包括：根据预先采集的片源设备的分辨率信息、预先采集的视锥建模参数和预先采集的样本图像，确定第一图像；对第一图像进行形变处理，得到视锥标定图和视锥标定参数；对视锥标定图进行几何校正，得到第二图像和几何校正参数；基于视锥标定参数和几何校正参数，对预先获取的原始视频图像进行校正，得到目标视频图像。
[0006]在可选的实施方式中，对第一图像进行形变处理，得到视锥标定图和视锥标定参数的步骤，包括：建立视锥坐标系；根据视锥坐标系，确定第一图像的各个像素点的第一特征坐标；对第一特征坐标进行仿射变换处理，得到仿射特征坐标；根据仿射特征坐标，确定视锥标定图和视锥标定参数。
[0007]在可选的实施方式中，基于下式对第一特征坐标进行仿射变换处理，得到仿射特征坐标：X
‑
α0+α1·
x+α2·
y+α3·
x
·
y+α4·
x2+α5·
y2+α6·
y
·
x2+α7·
x
·
y2+α8·
x3+α9·
y3；Y＝β0+β1·
x+β2·
y+β3·
x
·
y+β4·
x2+β5·
y2+β6·
y
·
x2+β7·
x
·
y2+β8·
x3+β9·
y3[0008]；其中，x、y分别为第一特征坐标的横坐标和纵坐标，X、Y分别为仿射特征坐标的横坐标和纵坐标，α为X的多项式系数，β为Y的多项式系数。
[0009]在可选的实施方式中，视锥建模参数包括视场角参数、眼点参数和目标投影幕的几何参数；视场角参数包括：眼点视场角参数、目标投影幕的水平视场角起始角度和结束角度、目标投影幕的垂直视场角起始角度和结束角度；眼点参数包括：眼点位置、眼点俯仰角、眼点偏航角和眼点翻滚角；目标投影幕的几何参数包括：目标投影幕的类型和目标投影幕的位置坐标；目标投影幕的位置坐标包括：目标投影幕的几何中心的位置坐标和目标投影幕的边缘的位置参数；目标投影幕的类型包括平面投影幕、球形投影幕、半球形投影幕、柱
面投影幕或者多个平面幕组成的拼接投影幕；若目标投影幕的类型为球形投影幕，则对第一图像进行形变处理，得到视锥标定图和视锥标定参数的步骤，还包括：根据片源设备的分辨率信息、视场角参数和目标投影幕的位置坐标，确定变换后的坐标；根据变换后的坐标，确定视锥标定图和视锥标定参数。
[0010]在可选的实施方式中，预先采集的片源设备的分辨率信息包括水平分辨率信息和竖直分辨率信息；基于下式根据片源设备的分辨率信息、视场角参数和目标投影幕的位置坐标，确定变换后的坐标：确定变换后的坐标：其中，X、Y分别为变换后的坐标的横坐标和纵坐标，W为水平分辨率信息、H为竖直分辨率信息；α1、α2为视场角参数的水平方向参数；β1、β2为视场角参数的竖直方向参数，Δ1、Δ2、Ω1、Ω2分别为目标投影幕的边缘的位置的经纬度坐标。
[0011]在可选的实施方式中，第一图像中包括第一网格线，视锥标定图中包括第二网格线；该方法还包括：根据视锥标定图中的像素点的位置与第一网格线的位置之间的映射关系，确定视锥标定图中的像素点的颜色。
[0012]在可选的实施方式中，基于视锥标定参数和几何校正参数，对预先获取的原始视频图像进行校正，得到目标视频图像的步骤，包括：基于对样本图像的处理得到的视锥标定参数和几何校正参数，对预先获取的原始视频图像进行转换与校正，得到目标视频图像。
[0013]在可选的实施方式中，该方法还包括：基于预先采集的融合带信息，将多个目标视频图像融合为一张目标视频图像。
[0014]第二方面，本专利技术提供一种图像处理装置，该装置包括：第一图像确定模块，用于根据预先采集的片源设备的分辨率信息、预先采集的视锥建模参数和预先采集的样本图像，确定第一图像；形变模块，用于对第一图像进行形变处理，得到视锥标定图和视锥标定参数；几何校正模块，用于对视锥标定图进行几何校正，得到第二图像和几何校正参数；目标视频图像确定模块，用于基于视锥标定参数和几何校正参数，对预先获取的原始视频图像进行校正，得到目标视频图像。
[0015]第三方面，本专利技术提供一种图像处理系统，该系统用于执行前述实施方式任意一项的图像处理方法，系统包括：融合处理器、上位机、片源设备、辅助传感器设备、投影机和投影幕；融合处理器与上位机、片源设备和投影机分别连接，辅助传感器设备与片源设备连接，投影机用于将目标视频图像投射在投影幕上。
[0016]本专利技术实施例的有益效果如下：
[0017]本专利技术提供了一种图像处理方法、装置和系统，该方法包括：根据预先采集的片源设备的分辨率信息、预先采集的视锥建模参数和预先采集的样本图像，确定第一图像；对第一图像进行形变处理，得到视锥标定图和视锥标定参数；对视锥标定图进行几何校正，得到第二图像和几何校正参数；基于视锥标定参数和几何校正参数，对预先获取的原始视频图像进行校正，得到目标视频图像。本技术应用于图像虚拟仿真的场景中，本方案采用软件和硬件结合的方式，适用于在片源设备性能不高，或者显卡不足以支持融合处理，或者在片源设备有保密要求的情况下，保证图像形变处理过程的稳定性，且画面帧处理延时满足要求，能够提高交互的响应速度。
[0018]本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本专利技术的上述技术即可得知。
[0019]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施方式，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种图像处理方法，其特征在于，所述方法包括：根据预先采集的片源设备的分辨率信息、预先采集的视锥建模参数和预先采集的样本图像，确定第一图像；对所述第一图像进行形变处理，得到视锥标定图和视锥标定参数；对所述视锥标定图进行几何校正，得到第二图像和几何校正参数；基于所述视锥标定参数和所述几何校正参数，对预先获取的原始视频图像进行校正，得到目标视频图像。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述第一图像进行形变处理，得到视锥标定图和视锥标定参数的步骤，包括：建立视锥坐标系；根据所述视锥坐标系，确定所述第一图像的各个像素点的第一特征坐标；对所述第一特征坐标进行仿射变换处理，得到仿射特征坐标；根据所述仿射特征坐标，确定所述视锥标定图和视锥标定参数。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于下式对所述第一特征坐标进行仿射变换处理，得到仿射特征坐标：X＝α0+α1·
x+α2·
y+α3·
x
·
y+α4·
x2+α5·
y2+α6·
y
·
x2+α7·
x
·
y2+α8·
x3+α9·
y3；Y＝β0+β1·
x+β2·
y+β3·
x
·
y+β4·
x2+β5·
y2+β6·
y
·
x2+β7·
.x
·
y2+β8·
x3+β9·
y3；其中，x、y分别为所述第一特征坐标的横坐标和纵坐标，X、Y分别为所述仿射特征坐标的横坐标和纵坐标，α为X的多项式系数，β为Y的多项式系数。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述视锥建模参数包括视场角参数、眼点参数和目标投影幕的几何参数；所述视场角参数包括：眼点视场角参数、所述目标投影幕的水平视场角起始角度和结束角度、所述目标投影幕的垂直视场角起始角度和结束角度；所述眼点参数包括：眼点位置、眼点俯仰角、眼点偏航角和眼点翻滚角；所述目标投影幕的几何参数包括：所述目标投影幕的类型和所述目标投影幕的位置坐标；所述目标投影幕的位置坐标包括：所述目标投影幕的几何中心的位置坐标和所述目标投影幕的边缘的位置参数；所述目标投影幕的类型包括平面投影幕、球形投影幕、半球形投影幕、柱面投影幕或者多个平面幕组成的拼接投影幕；若所述目...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙怀义，宋良多，
申请(专利权)人：北京淳中科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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