[发明专利]图像拼接方法及装置

说明书

本发明公开一种图像拼接方法及装置，方法包括：获取第一相机的第一无畸变图像，以及第二相机的第二无畸变图像；根据第一相机的光心和焦距确定第一投影柱面，以及根据第二相机的光心和焦距确定第二投影柱面；根据第一无畸变图像相对于第一相机的相机坐标系中坐标轴的第一旋转修正角度和第一相机的原始外参矩阵，确定第一相机的相机成像平面与第一投影柱面的第一空间关系，同理确定第二相机的相机成像平面与第二投影柱面的第二空间关系；根据第一空间关系将第一无畸变图像映射至第一投影柱面，获得第一投影图像，以及同理获得第二投影图像；将第一投影图像和第二投影图像的重叠区域的像素值进行叠加，获得拼接后的投影图像。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，具体而言，涉及一种图像拼接方法及装置。

背景技术

随着互联网技术的发展以及5G网络的普及，远程操作系统在医疗、军事、工业等各大领域都得到了广泛的应用。为了满足操作员的操作需求，远程操作系统需要确保能够将操作现场的图像实时地传输至远程操作台进行显示。同时为了支持某些高风险远程作业，例如远程驾驶，远程操作系统还需要确保操作员能够获得近似于亲临现场的视觉感知信息。已知人眼的水平视角范围可达180°以上，为了达到类似的视野范围，远程操作系统需要实现将多路相机采集到的现场图像拼接成全景图像的功能。

相关技术中，一般通过获取各路相机图像的特征点，并直接将相机坐标系下的图像进行特征点匹配，将相同或相似的特征点合并为一个特征点，以实现多路相机图像的拼接。然而，基于图像特征点的图像拼接方法一方面受环境影响(例如光线、雨雾)较大，导致图像拼接算法鲁棒性较差；另一方面算法复杂度较高，难以保证图像拼接的实时性。

发明内容

本发明提供了一种图像拼接方法及装置，以简化图像拼接算法的复杂度，提高图像拼接效率，并且简化后的算法受外部环境变化影响小，从而提高了算法的鲁棒性。具体的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种图像拼接方法，所述方法包括：

获取第一相机的第一无畸变图像以及第二相机的第二无畸变图像；

根据所述第一相机的光心和所述第一相机的焦距确定第一投影柱面，以及根据所述第二相机的光心和所述第二相机的焦距确定第二投影柱面；

根据所述第一无畸变图像相对于所述第一相机的相机坐标系中坐标轴的第一旋转修正角度和所述第一相机的原始外参矩阵，确定所述第一相机的相机成像平面与所述第一投影柱面的第一空间关系，以及根据所述第二无畸变图像相对于所述第二相机的相机坐标系中坐标轴的第二旋转修正角度和所述第二相机的原始外参矩阵，确定所述第二相机的相机成像平面与所述第二投影柱面的第二空间关系；

根据所述第一空间关系将所述第一无畸变图像映射至所述第一投影柱面，获得第一投影图像，以及根据所述第二空间关系将所述第二无畸变图像映射至所述第二投影柱面，获得第二投影图像；

将所述第一投影图像和所述第二投影图像的重叠区域的像素值进行叠加作为拼接后的像素值，获得所述第一投影图像和所述第二投影图像拼接后的投影图像。

可选的，根据所述第一相机的光心和所述第一相机的焦距确定第一投影柱面，以及根据所述第二相机的光心和所述第二相机的焦距确定第二投影柱面，包括：

将中心轴穿过所述第一相机的光心、半径为所述第一相机的焦距，且垂直于所述第一相机所在水平面的柱面确定为所述第一投影柱面；

将中心轴穿过所述第二相机的光心、半径为所述第二相机的焦距，且垂直于所述第二相机所在水平面的柱面确定为所述第二投影柱面。

可选的，根据所述第一无畸变图像相对于所述第一相机的相机坐标系中坐标轴的第一旋转修正角度和所述第一相机的原始外参矩阵，确定所述第一相机的相机成像平面与所述第一投影柱面的第一空间关系，包括：