[发明专利]一种基于高动态范围的图像拼接方法

权利要求书

1.一种基于高动态范围的图像拼接方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1、将输入的待拼接图像进行基于高动态范围的图像预处理，得到待拼接的高动态范围图像；

S2、对待拼接的高动态范围图像进行特征点检测，并提取待拼接的高动态范围图像的特征点；

S3、对待拼接的高动态范围图像特征点进行匹配优化，得到待拼接的高动态范围图像的特征点对，根据所述特征点对计算待拼接的高动态范围图像之间的映射关系矩阵，然后通过映射关系矩阵将待拼接的高动态范围图像进行投影，即完成图像的拼接。

2.根据权利要求1所述的基于高动态范围的图像拼接方法，其特征在于，所述方法还包括步骤S4：将所述步骤S3中完成的拼接图像进行图像融合。

3.如权利要求2所述的基于高动态范围的图像拼接方法，其特征在于，所述拼接图像的图像融合公式为：

式(1)中，(i,j)为待拼接的高动态范围图像的像素位置索引，image₁(i,j)、image₂(i,j)为待拼接的高动态范围图像，S₁为待拼接的高动态范围图像image₁(i,j)与待拼接的高动态范围图像image₂(i,j)之间的非重叠区域，S₂为待拼接的高动态范围图像image₂(i,j)与待拼接的高动态范围图像image₁(i,j)之间的非重叠区域，S₁₂为待拼接的高动态范围图像image₁(i,j)与待拼接的高动态范围图像image₂(i,j)之间的重叠区域，a为距离比例权重。

4.如权利要求3所述的基于高动态范围的图像拼接方法，其特征在于，所述步骤S1具体实现方法为：

S11、将输入的待拼接图像RGB颜色空间转换为YUV颜色空间，并分离出YUV颜色空间中的分量Y作为待拼接图像的亮度分量L(i,j)；

S12、通过加权最小二乘法滤波器对分离出的亮度分量L(i,j)进行滤波，得到待拼接图像环境的照明分量I(i,j)，并根据Retinex理论计算出待拼接图像的反射分量R(i,j)，具体为：

R(i,j)＝ln(L(i,j))-ln(I(i,j)) (2)；

S13、对所述步骤S12中的反射分量R(i,j)进行选择性比例修改，得到新的反射分量R′(i,j)，其修改比例公式为：

式(3)中，I(i,j)＞m_I，γ为伽马系数，m_I为照明分量I(i,j)的平均值；

S14、根据所述步骤S12中的照明分量I(i,j)可生成多个虚拟照明分量I_n(i,j)，其生成公式为：

I_n(i,j)＝(1+f(v_n))I(i,j) (4)

式(4)中，n为虚拟照明分量的数量，v为虚拟曝光值，f(v_n)为虚拟曝光值的比例函数；

S15、根据所述步骤S13的反射分量R′(i,j)和所述步骤S14中的虚拟照明分量I_n(i,j)生成虚拟曝光亮度分量L_n(i,j)，其生成公式为：

L_n(i,j)＝exp(R′(i,j))I_n(i,j) (5)；

S16、对所述步骤S15中的虚拟曝光亮度分量L_n(i,j)进行色调映射，可得待拼接的高动态范围图像，其色调映射可表示为：

式(6)中，k为虚拟照明分量对应图像的数量，γt为伽马矫正系数，Red、Green和Blue分别是待拼接图像的RGB颜色空间中三个分量的像素值。

5.如权利要求4所述的基于高动态范围的图像拼接方法，其特征在于，所述步骤S14中的所述照明分量I(i,j)可生成五个虚拟照明分量I_n(i,j)。