一种图像拼接处理系统技术方案

一种图像拼接处理系统属于图像处理领域，其特征在于在一个数字处理电路中设有：图像读取单元，从图像序列中读取相邻的两幅图像；重叠区域单元，获取两幅图像的重叠区域；预处理单元，对重叠区域的颜色预处理；最优拼接线单元，在重叠区域内获得最优拼接线；特征定位单元，在最优拼接线邻域内检测特征点；特征匹配单元，对检测到的特征点进行匹配；形变传播和图像重构单元，获得图像每一个像素点的形变向量获得图像的梯度场，再根据梯度场重构出拼接后的图像。本发明专利技术将最优拼接线作为最重要的图像特征，解决了重叠区域形状的限制，以及在颜色和结构上能够很好地消除接缝，利用加速算法能够达到实时的处理要求。

【技术实现步骤摘要】

【技术保护点】
一种图像拼接处理系统，其特征在于，是在一个数字集成电路芯片中实现的，设有：图像读取单元（U1）、重叠区域单元（U2）、预处理单元（U3）、最优拼接线单元（U4）、特征点定位单元（U5）、特征匹配单元（U6）、图像重构单元（U7），其中：图像读取单元（U1），依次从拍摄的图像序列中读取相邻的两幅图像Is(x)和It(x)作为待处理图像，分别由R,G,B三个颜色分量组成，所述待处理图像Is(x)和It(x)的高为Nh个像素，宽为Nw个像素，x表示二维空间坐标(m,n)，0≤m≤Nh?1，0≤n≤Nw?1；重叠区域单元（U2），按一下步骤对两幅相邻的所述图像Is(x)和It(x)用SIFT算法进行特征匹配以确定相互的重叠区域：第一步，对所述两幅相邻图像Is(x)和It(x)提取SIFT特征点并进行特征匹配，第二步，根据得到的匹配特长点求解空间变换参数，并通过图像插值获得两幅所述图像Is(x)和It(x)间的重叠区域；预处理单元（U3），设有平均亮度值子单元（U31）、亮度差异值子单元（U32）和亮度归一化子单元（U33），以对所述重叠区域进行颜色归一化，尽可能消除图像拼接中的颜色接缝，其中：平均亮度值子单元（U31），按下式分别计算R,G,B各通道中所述重叠区域内所有像素点的平均亮度值和Y‾s=1NΣk=1NYs(pk)??????Y‾t=1NΣk=1NYt(pk)其中，N是所述重叠区域内图像Is(x)或It(x)的像素总数，k是所述重叠区域内图像Is(x)或It(x)内像素pk的序号，k=1,2,...k,...N；亮度差异值子单元（U32），按下式分别计算所述像素点的亮度值Ys和所述重叠区域内所有像素点的平均亮度值的差值同理，亮度归一化子单元（U33），对所述重叠区域内的各像素点的亮度值Ys(pk)和Yt(pk)与所述图像Is(x)内的亮度差异值所述图像It(x)内的亮度差异值分别按下式进行亮度归一化：Y^s(pk)=Ys(pk)-Y~s??????Y^t(pk)=Yt(pk)-Y~t最优拼接线单元（U4），设有相互串联的：确定拼接线主方向子单元（U41）、提取起始点子单元（U42）、拼接线生长子单元（U43）和确定最优拼接线子单元（U44），拼接线是相邻两幅所述图像Is(x)和It(x)相互拼接的接缝，其中：拼接线主方向子单元（U41），重叠区域主方向分为水平和垂直两种，利用sobel算子S1对所述两幅图像Is(x)和It(x)的重叠区域求取水平方向的梯度值，利用S2对上述两幅图像Is(x)和It(x)的重叠区域求取垂直方向上的梯度值，S1和S2算子表示为：S1=-1-2-1000121??????S2=-101-202-101根据梯度值确定拼接线的主方向按以下步骤进行：第一步，计算所述两幅图像Is(x)和It(x)的重叠区域的水平和垂直两个方向上的梯度值，并标记为和第二步，做所述图像Is(x)和It(x)的重叠区域的外接矩形，并在外接矩形中的在水平方向上选取中心面积的2/3并标记为Hs区域，同理在垂直方向上选取中心面积的2/3并标记为Vs区域，对所述图像It(x)进行相同的计算并分别标记为Ht区域和Vt区域；第三步，在所述Hs区域内计算水平方向梯度值大于阈值T的像素数，并标记为阈值T是Hs区域内水平方向上平均梯度值的40%，在所述H区域内计算垂直方向梯度值大于阈值T的像素数，并标记为阈值T是Hs区域内垂直方向上平均梯度值的40%；同在Vs区域内进行相同的计算并分别标记为和同理在所述Ht和Vt区域进行形同的计算并标记为和第四步，判断拼接线的主方向，设Nxs=Nxhs+Nxvs,Nys=Nyhs+Nyvs,Nxt=Nxht+Nxvt,Nyt=Nyht+Nyvt:若并且则拼接线的主方向为水平；若并且则拼接线的主方向为垂直；若以上两种情况都不满足，如果则主方向为水平，否则主方向为垂直；提取起始点子单元（U42），在垂直于拼接线的主方向上选取起始点，具体按以下两步进行：第一步，设所述图像Is(x)和It(x)拼接线的主方向为垂直，则需要在Is(x)图像的Vs区域的最顶端的边上选取初始点，XL和XR分别表示Vs区域左上端和右上端的横坐标值，则每个初始点的间距表示为λ=round((XR?XL)10)，则对应的5个初始点通过X=XL+2λ+n，n=λ～5λ来确定，并将5个初始点分别标记为pλ,p2λ,...p5λ；第二步，将在外接矩形上确定的5个初始点映射到重叠区域的上边界并标记为qλ,...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卞春晓，肖创柏，邓米克，郗慧琴，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：