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一种用于拼接图像的方法和设备。第一图像I1对应于第一视点V1，第二图像I2对应于第二视点V2，拼接方法包括：确定步骤，在第一图像I1中选取起点O1，在第二图像I2中选取终点O2，由此确定第一图像I1与第二图像I2之间的视点过渡区域；生成步骤，在起点O1与终点O2之间插入从视点V1过渡到视点V2的伪视点，将视点过渡区域中的像素变换为对应于伪视点的像素，从而生成过渡像素；以及拼接步骤，将第一图像I1中对应于视点V1的非视点过渡区域上的像素、过渡像素以及第二图像I2中对应于视点V2的非视点过渡区域上的像素进行拼接以形成拼接图像。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及计算机视觉技术，更具体地，本专利技术涉及用于图像拼接以及视频 拼接的方法和装置。
技术介绍
将在不同角度或位置拍摄的图像根据它们的空间位置关系无缝地拼接起来，形成 一幅高分辨率全景图的技术称为图像拼接。图像拼接技术是计算机视觉研究的一个重要领 域。该技术有着广泛的用途，例如卫星图像或航拍图像的合成、全景虚拟场景的建立、照片 编辑等。随着该领域技术的进步，图像拼接已经进入到人们的日常生活。例如在数字相机 中，全景图合成已经成为了一项数字相机的功能。视频拼接是一种特殊的图像拼接技术。视频拼接的目的是合成来自不同视频源的 视频图像，得到一个高分辨率的广角视频。随着电子工业的飞速发展，大尺寸显示器迅速进 入到人们的日常生活。随之而来的一个问题是如何获取越来越高分辨率的视频数据。由于 有了大尺寸显示器，人们希望在一个视窗上看到的内容越来越丰富。这就导致了要求视频 的视野要足够大，从而产生对大尺度广角视频的需求。面对这些需求，视频拼接技术是一个 可能的解决方案。通过视频拼接，可以将来自多个摄像机的视频合成高分辨率广角视频。尽管视频拼接是图像拼接技术的一种，为了区分起见，本文所说的图像拼接特指 将静止图像进行拼接的技术。图像拼接的目的是将来自多个视点的图像合并成一个拼接图像。“视点”是场景的 观察点。对于照相机而言，视点是通常位于图像传感器芯片后面的镜头的光学中心。一般 而言，经过合成后的拼接图像会象在一个视点拍摄的一样。因此，图像拼接技术首先需要确 定源图像之间的几何位置关系。根据几何关系，拼接算法就能够确定源图像的像素在拼接 结果图像中的位置。一般来说，在合成后的拼接图像中，由于源图像之间可能存在重叠，要 将重叠部分进行单独处理以保证合成图像的像素具有一致的视觉感知。图像拼接的一个基 本问题是计算源图像之间的几何位置关系。然而，精确的几何关系计算需要知道景物的三 维坐标。从图像中恢复三维信息是一个病态问题，目前的技术尚不能获得一个准确而稳定 的解。因此，在图像拼接中几何位置关系计算往往采用近似计算，比如将景物近似为一个平然而，根据人类视觉的仿射特性(近大远小)，在无穷远处的平行线会交汇到一 点。因此，当将很多视点的图像拼接到一个只拥有一个视点的拼接图像时，远离参考视点拍 摄的图像会有很大的变形。由于这种变形，使得远离参考视点的图像在拼接图像中变得只 有很低的视觉质量。另外，由于图像拼接时采用的几何计算都会存在一定的误差。当若干 幅图像都拼接到一幅参考图像时，这种误差会累积，造成远离参考视点的图像对应具有较 大累积误差的几何变换。视频拼接在原理上可以理解为直接应用图像拼接技术拼接连续视频图像的技术。 然而，高质量的图像拼接算法往往采用高精度的几何估计方法。这些方法一般比较耗时，很难达到实时效果，只能用于离线的视频拼接应用。因此，视频拼接的另一个问题则是如何提 供一种既快又具有较高几何估计精度的方法。
技术实现思路
为了克服现有技术中的上述一个或多个问题，本专利技术提供了一种图像拼接方法和直ο根据本专利技术的一个示例性方面，提供一种用于拼接图像的方法，其中第一图像I1 对应于第一视点V1，第二图像I2对应于第二视点V2,所述方法包括确定步骤，在第一图像 I1中选取起点O1，在第二图像I2中选取终点02，由此确定所述第一图像I1与第二图像12之 间的视点过渡区域；生成步骤，在起点O1与终点O2之间插入从视点V1过渡到视点V2的伪 视点，将视点过渡区域中的像素变换为对应于所述伪视点的像素，从而生成过渡像素；以及 拼接步骤，将第一图像I1中对应于视点V1的非视点过渡区域上的像素、所述过渡像素以及 第二图像I2中对应于视点V2的非视点过渡区域上的像素进行拼接以形成拼接图像。根据本专利技术的另一示例性方面，提供一种用于拼接图像的设备，其中第一图像I1 对应于第一视点V1，第二图像I2对应于第二视点V2,所述设备包括确定装置，用于在第一 图像I1中选取起点O1，在第二图像I2中选取终点02，由此确定所述第一图像I1与第二图像 I2之间的视点过渡区域；生成装置，用于在起点O1与终点O2之间插入从视点V1过渡到视点 V2的伪视点，将视点过渡区域中的像素变换为对应于所述伪视点的像素，从而生成过渡像 素；以及拼接装置，用于将第一图像I1中对应于视点V1的非视点过渡区域上的像素、所述过 渡像素以及第二图像I2中对应于视点V2的非视点过渡区域上的像素进行拼接，以形成拼接 图像。本专利技术最重要的特点是在两幅源图像对应的视点中间使用伪视点来形成视点过 渡，不需要计算伪视点对应的场景几何。这避免了根据中间视点的三维几何信息来合成拼 接图像内容的计算。本专利技术另一特点是可以将若干幅图像平滑地拼接起来，远离参考视点 的图像的内容并不会因为累积几何误差而发生大的扭曲，避免了几何估计误差的传递。最 后，本专利技术所提供的图像拼接方法计算简单，可以方便地从图像拼接扩展到实时性要求较 高的视频拼接上。附图说明当结合附图阅读时，在下文的详细描述中，本专利技术实施方式的上述以及其它方面 将变得更加清楚和易于理解，其中图1示意性地示出了两幅图像之间的几何关系；图2示意性地示出了传统的图像拼接方法的流程图；图3示出了按照传统的图像拼接方法得到的图像拼接结果；图4示意性地示出了本专利技术的基本概念；图5示出了根据本专利技术一个实施方式的图像拼接算法的示意图；图6示出了根据本专利技术一个实施方式的图像/视频拼接方法的流程图；图7示出了按照本专利技术一个实施方式的图像拼接方法得到的图像拼接结果；以及图8示出了根据本专利技术一个实施方式的图像/视频拼接设备的框图。5在所有的上述附图中，相同的标号表示具有相同、相似或相应的特征或功能。 具体实施例方式将两幅图像拼接起来的方法是图像拼接中研究最多的情况，其算法往往可以扩展 到多幅图像拼接中。因此，在下文中，以两幅图像的拼接为例，描述传统图像拼接方法和本 专利技术的图像拼接方法。图像拼接的首要条件是两幅图像拥有共同的图像内容，即重叠区。也就是说，这两 幅图像中部分内容是来自于同一个场景中的部分内容。正是由于重叠区域的存在，才能将 两个图像按重叠区合并，最终将两个图像拼接成一个图像。所以，图像拼接算法就是要确定 两个图像之间的重叠区域，并根据重叠区的位置在一个统一的坐标系下确定两幅图像的位置。图1示意性地示出了两幅图像之间的几何关系。几何关系可以用几何变换来表 示，通过这个几何变换，一幅图像被变换到另外一幅图像的坐标上去。在描述两幅图像之间几何变换的数学模型时，一个普遍做法是将场景近似为一个 平面。这样，两幅图像之间的几何关系就可以用一个Homography矩阵(单应矩阵)来描述。 Homography矩阵表示两幅图像中的像素对应关系的几何变换。Homography变换保留了图 像之间的直线，是一个保线映射。如图1所示，设两幅图像分别为I1和IyX1 = (xi;Y1,1)和X2 = (x2,y2,1)分别为 I1和I2中一个像素的齐次坐标，H为将I2中的像素坐标映射到I1中像素的坐标变换，于是X/ = HX2(1)X^ = HX2(1)其中H为3x3的实矩阵。从图1中可以看出，I2经过H矩阵的变换，形状发生了变化。H矩阵拥有8个参数， 具有如下形式hn 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于拼接图像的方法，其中第一图像Ｉ↓［１］对应于第一视点Ｖ↓［１］，第二图像Ｉ↓［２］对应于第二视点Ｖ↓［２］，所述方法包括：确定步骤，在第一图像Ｉ↓［１］中选取起点Ｏ↓［１］，在第二图像Ｉ↓［２］中选取终点Ｏ↓［２］，由此确定所述第一图像Ｉ↓［１］与第二图像Ｉ↓［２］之间的视点过渡区域；生成步骤，在起点Ｏ↓［１］与终点Ｏ↓［２］之间插入从视点Ｖ↓［１］过渡到视点Ｖ↓［２］的伪视点，将视点过渡区域中的像素变换为对应于所述伪视点的像素，从而生成过渡像素；以及拼接步骤，将第一图像Ｉ↓［１］中对应于视点Ｖ↓［１］的非视点过渡区域上的像素、所述过渡像素以及第二图像Ｉ↓［２］中对应于视点Ｖ↓［２］的非视点过渡区域上的像素进行拼接以形成拼接图像。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾炜，张洪明，
申请(专利权)人：日电中国有限公司，
类型：发明
国别省市：11