[发明专利]一种视频图像球面拼接方法及系统

权利要求书

1.一种视频图像的球面拼接方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：标定摄像机中的各参数，各参数包括成像中心、径向畸变和切向畸变；

步骤S2：在摄像机的视频图像上选择大小为m×n像素的区域，并根据标定的各参数对m×n像素区域内的每个位置进行矫正计算，从而得到m×n像素区域内的各位置矫正前和矫正后的位置关系矩阵M_m×n，其中，m和n为像素区域的长和宽；实现步骤S2在摄像机的视频图像上选择大小为m×n像素区域，并根据标定的各参数对m×n像素区域的每个位置进行矫正计算，具体方法为：标定成像中心坐标为(c_x,c_y)，k₁、k₂、k₃为径向畸变，p₁、p₂为切向畸变，令m×n像素的区域内其中一像素点的位置坐标为(x_d,y_d)，该像素点矫正后的位置坐标为(x_p,y_p)，利用公式

进行矫正计算，其中，从而得到m×n像素区域内的各位置矫正前和矫正后的位置关系矩阵M_m×n；

步骤S3：根据位置关系矩阵M_m×n在图形处理器GPU中调整视频图像上的各个位置，并分别对各路视频图像的各个位置进行调整,从而得到各路新视频图像；

步骤S4：根据裁剪公式分别对各路新视频图像进行裁剪；

步骤S5：将裁剪后的各路新视频图像通过图形处理器GPU进行旋转和缩放处理；实现步骤S5具体方法为：将裁剪后各路新视频图像载入图形处理器GPU中，在图形处理器GPU中利用旋转缩放矩阵

以及旋转缩放公式

[x_r,y_r]＝[x_s,y_s,1]R^T

进行旋转和缩放处理，其中，(x_s,y_s)为源图像位置，(x_r,y_r)为旋转缩放后位置，λ_i为缩放比例，T为旋转缩放矩阵的转秩，α为新视频图像旋转的角度，c_x、c_y为成像中心坐标；

步骤S6：将旋转和缩放处理后的各路新视频图像投影到正方体模型上，再通过正方体模型转换至球面模型上进行显示。

2.根据权利要求1所述一种视频图像的球面拼接方法，其特征在于，实现步骤S3具体方法为：设视频图像其中一像素点的位置为(x_d,y_d),该像素点的像素值为根据位置关系矩阵M_m×n得到(x_d,y_d)的矫正位置为(x_p,y_p)，并将该像素值保存到调整后的视频图像对应的位置(x_p,y_p)上，从而得到新视频图像中(x_p,y_p)位置的像素值并分别对各路视频图像进行调整，从而得到各路新视频图像；其中R、G、B的取值范围均为0～255。

3.根据权利要求1所述一种视频图像的球面拼接方法，其特征在于，实现步骤S4具体方法为：令第i路视频图像裁剪位置为(x₀,y₀)_i，src(x,y)为新视频图像中的像素，dst(x,y)为新视频图像裁剪后的像素，根据裁剪公式

dst(x,y)＝src(x,y)，

分别对各路新视频图像进行裁剪，其中，w为裁剪区域的宽、h为裁剪区域的高。