[发明专利]一种图像拼接方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于图像拼接领域，尤其涉及一种图像拼接方法及装置。

背景技术

全景拼接技术是指将一组具有重叠区域的图像或者视频序列，按照某种映射关系，通过空间配准，将不同坐标系中的像素点关联起来，从而将同一视点或多个不同视点拍摄的视频序列拼接成一幅包含各自图像信息的宽视角、大范围、过渡自然的新图像。全景拼接技术的关键和核心在于准确找到相邻图像重叠区域的位置及范围，而将具有重叠视场（即重叠区域）的视频序列合成一幅全景图像，需要建立统一的坐标变换关系。其中，重叠视场的示意图如图1所示，在图1中，第一视场和第二视场为相邻的两个视场。

以视频序列中的某个视场坐标系为基准，将其它视场都投影变换到该基准坐标系中，使相邻图像的重叠区域对齐，我们称由此形成的拼接为全景的平面拼接。在全景平面拼接技术中，通常选取多视场中的某个视场作为基准视场，其它视场按照映射关系投影变换到该基准视场的坐标系中。其中基准视场的选取将直接影响到视频全景的质量，基准视场不同，生成的视频全景的质量也将不同。

以全景视频生成为例，现有的技术通常是人为地在摄像机阵列中选取某个摄像机的视场作为基准视场，其它视场按照映射关系投影变换到该基准视场的坐标系中。人为选择基准视场的方法在摄像机阵列规模较小时达到的效果尚可，但在摄像机阵列较大时，由于摄像机阵列中的每个摄像机的视场都具有一定的自由性，因此，人为选出的基准视场往往并非最佳的基准视场，从而降低生成的视频全景的质量。

发明内容

本发明实施例提供了一种图像拼接方法，旨在解决现有方法选取基准视场不准确，从而导致拼接的图像质量过低的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种图像拼接方法，所述方法包括下述步骤：

从多个视场中选取一个视场作为基准视场；

确定所述多个视场中除所述基准视场外的其他视场到所述基准视场的投影变换矩阵；

根据所述投影变换矩阵确定所述多个视场中除所述基准视场外的其他视场的投影变换视场；

确定所述多个视场中除所述基准视场外的其他视场的投影变换视场的形变量的和；

重复上述步骤，获得所述多个视场中的所有视场依次作为基准视场时，多个视场中除基准视场的其他视场的投影变换视场的形变量的和；

确定所述多个视场中的所有视场依次作为基准视场时，多个视场中除基准视场的其他视场的投影变换视场的形变量的和的最小值；

以所述投影变换视场的形变量的和的最小值所对应的视场作为基准视场，拼接图像。

本发明实施例的另一目的在于提供一种图像拼接装置，所述装置包括：

视场选取单元，用于从多个视场中选取一个视场作为基准视场；

投影变换矩阵确定单元，用于确定所述多个视场中除所述基准视场外的其他视场到所述基准视场的投影变换矩阵；

投影变换视场确定单元，用于根据所述投影变换矩阵确定所述多个视场中除所述基准视场外的其他视场的投影变换视场；

第一形变量确定单元，用于确定所述多个视场中除所述基准视场外的其他视场的投影变换视场的形变量的和；

第二形变量确定单元，用于确定所述多个视场中的所有视场依次作为基准视场时，多个视场中除基准视场的其他视场的投影变换视场的形变量的和的最小值；

图像拼接单元，用于以所述投影变换视场的形变量的和的最小值所对应的视场作为基准视场，拼接图像。

在本发明实施例中，基准视场是通过比较所有视场分别作为基准视场生成全景图像的累积形变量确定的，且累积形变量都是根据视场投影到基准视场的最短路径计算得到，因此采用本实施例提供的方法能够选取到最优的基准视场，从而在采用本实施例选取的基准视场作为拼接图像的基准视场时，能够保证得到的全景图像的累积形变量最小，提高了拼接的图像质量。

附图说明

图1是重叠视场的示意图；

图2是本发明第一实施例提供的一种图像拼接方法的流程图；

图3是本发明第一实施例提供的一种摄像机阵列所拍摄的视场的示意图；

图4是本发明第一实施例提供的图3对应的投影变换图的示意图；

图5是本发明第一实施例提供的图4对应的变换树的示意图；

图6是本发明第一实施例提供的相邻两个摄像机拍摄同一点的位置关系图；

图7是本发明第一实施例提供的一个视场投影变换前的示意图；

图8是本发明第一实施例提供的图7的视场投影变换后的示意图；