[发明专利]一种视频图像球面拼接方法及系统

说明书

本发明提供一种视频图像的球面拼接方法及系统，其中系统包括用于标定摄像机中各参数的标定模块、用于对设定区域内每个位置进行矫正的区域矫正模块、用于对各路视频图像中各个位置进行调整的全图调整模块、用于对各路视频图像进行裁剪的裁剪模块、用于对各路视频图像进行旋转和缩放的旋转缩放模块和用于在球面模型上进行显示的显示模块；本发明实现的球面拼接方法简单，计算机要求配置较低，每路视频图像单独处理，互不干扰，处理速度快，在多路高分辨率的相机拼接下仍能获得较高的实时性，可应用于实时视频的拼接，结合OpenGL图形程序接口将各路图像投影到球面模型显示，达到了较好的显示效果；同时适用于广角相机的拼接，盲点区域较小，实用性高。

技术领域

本发明主要涉及图像处理领域，具体涉及一种视频图像球面拼接方法及系统。

背景技术

球面拼接是将多个摄像机拍摄不同角度的图像拼接成球面全景图像，目前的一些球面拼接算法复杂，每路视频图像不能单独处理，相互干扰性大，实时性较差，处理速度慢，计算机配置要求高，盲点区域大等缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种视频图像球面拼接方法及系统，实现的球面拼接方法简单，使用图形处理器GPU分别矫正、裁剪、缩放各路图像，计算机要求配置较低，每路视频图像单独处理，互不干扰，处理速度快，在多路高分辨率的相机拼接下仍能获得较高的实时性。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种视频图像的球面拼接方法，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；

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；

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。

本发明的有益效果是：实现的球面拼接方法简单，使用图形处理器GPU分别矫正、裁剪、缩放各路图像，计算机要求配置较低，每路视频图像单独处理，互不干扰，处理速度快，在多路高分辨率的相机拼接下仍能获得较高的实时性，可应用于实时视频的拼接，结合OpenGL图形程序接口将各路图像投影到球面模型显示，达到了较好的显示效果；同时适用于广角相机的拼接，盲点区域较小，具有较高的实用性。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，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矫正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。