[发明专利]一种笔式图像实时拼接方法及笔式图像扫描装置

权利要求书

1.一种笔式图像实时拼接方法，其特征在于，包括：

采用摄像头扫描文件获取图像帧序列，从所述图像帧序列中提取相邻的第一帧图像和第二帧图像，计算所述第一帧图像和所述第二帧图像之间的单应性矩阵；

基于所述单应性矩阵，计算出所述摄像头与观测平面之间的倾斜角；

基于所述倾斜角，对所述第一帧图像和所述第二帧图像进行重投影处理，获得与所述第一帧图像对应的第三帧图像和与所述第二帧图像对应的第四帧图像，所述第三帧图像和所述第四帧图像存在刚性关系；

基于所述第三帧图像、所述第四帧图像和所述单应性矩阵，计算获得第一刚性矩阵；

基于所述第一刚性矩阵对所述第三帧图像和所述第四帧图像进行重投影拼接，获得第一拼接图像，输出所述第一拼接图像。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，计算所述第一帧图像和第二帧图像之间的单应性矩阵，包括：

计算所述第一帧图像和所述第二帧图像各自的特征点和特征描述子；

基于所述第一帧图像和所述第二帧图像各自的特征点和特征描述子，采用暴力匹配算法和ransac算法，计算获得所述第一帧图像和所述第二帧图像各自的内点和所述单应性矩阵，所述内点表示为有效特征点。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述单应性矩阵，计算出所述摄像头与观测平面之间的倾斜角，包括：

基于所述单应性矩阵，调整所述第一帧图像和/或所述第二帧图像的位移，使得所述第一帧图像和所述第二帧图像之间的图像错位满足预设要求；

基于所述第一帧图像和所述第二帧图像各自的内点和非线性优化计算方法，计算出所述倾斜角。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，基于所述倾斜角，对所述第一帧图像和所述第二帧图像进行重投影处理，获得与所述第一帧图像对应的第三帧图像和与所述第二帧图像对应的第四帧图像，包括：

基于所述倾斜角，采用所述第一帧图像和所述第二帧图像上的内点进行reWarp后，获得所述第三帧图像和所述第四帧图像。

5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，基于所述单应性矩阵，计算出所述摄像头与观测平面之间的倾斜角之后，所述方法还包括：

采用所述倾斜角更新存储的历史倾斜角，进行备用。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若计算所述第一帧图像和所述第二帧图像之间的单应性矩阵失败，获取历史倾斜角；

基于所述历史倾斜角对所述第一帧图像和所述第二帧图像进行重投影处理，得到与所述第一帧图像对应的第一帧修正图像和与所述第二帧图像对应的第二帧修正图像；

采用第一预设卷积滤波算法对所述第一帧修正图像和所述第二帧修正图像进行处理，获得第二刚性矩阵；

基于所述第二刚性矩阵对所述第一帧修正图像和所述第二帧修正图像进行重投影拼接，获得第二拼接图像，输出所述第二拼接图像。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若采用所述第一预设卷积滤波算法对所述第一帧修正图像和所述第二帧修正图像进行处理，获得第二刚性矩阵失败，则裁剪所述第一帧修正图像的右半边图像，获得第三帧修正图像，以及裁剪所述第二帧修正图像的左半边图像，获得第四帧修正图像；

对所述第三帧修正图像和所述第四帧修正图像进行无效区域抑制后，获得抑制后的第三帧修正图像和抑制后的第四帧修正图像；

采用第二预设卷积滤波算法对所述抑制后的第三帧修正图像和所述抑制后的第四帧修正图像进行处理，获得第三刚性矩阵；

基于所述第三刚性矩阵对所述抑制后的第三帧图像和所述抑制后的第四帧修正图像进行拼接，获得第三拼接图像，输出所述第三拼接图像。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若采用所述第二预设卷积滤波算法对所述抑制后的第三帧修正图像和所述抑制后的第四帧修正图像进行处理，获得第三刚性矩阵失败，则返回执行采用笔式扫描装置的摄像头扫描文件获取图像帧序列，直至获得拼接图像为止。