[发明专利]局部图像拼接错位的矫正方法

摘要

本发明涉及一种局部图像拼接错位的矫正方法，包括步骤1：在存在拼接错位的全景拼接图像中确定拼接错位的区域，确定出拼接该区域的两幅拼接子图像，将拼接错位的区域作为矫正区域；步骤2：对矫正区域内的两幅拼接子图像进行精确匹配，获得能够在矫正区域内实现两幅拼接子图像精确匹配的变换矩阵，并据此计算用于矫正错位的初始坐标偏移量；步骤3：进行加权修正，以加权修正后的坐标偏移量进行矫正变换，偏移权重系数在矫正区域中心区域的取值为1，在矫正区域边缘位置的取值为0，在取值为1的区域与取值为0的区域之间逐渐过渡。本发明保证矫正区域内和矫正区域外的图像衔接的同时完成指定区域的矫正变换，得到消除错位的全景拼接图像。

主权项

1.一种局部图像拼接错位的矫正方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1：在存在拼接错位的全景拼接图像中确定出存在拼接错位的区域并以此作为矫正区域，确定出矫正区域对应的两幅拼接子图像；步骤2：对矫正区域内的两幅拼接子图像进行精确匹配，获得矫正区域内实现两幅拼接子图像精确匹配的变换关系，并据此计算出能够精确矫正错位的初始坐标偏移量；步骤3：引入偏移权重系数对初始坐标偏移量进行加权修正，以加权修正后的坐标偏移量进行矫正变换，进而得到消除了错位的全景拼接图像，所述偏移权重系数在矫正区域中心区域的取值为1，在矫正区域边缘位置的取值为0，在取值为1的区域与取值为0的区域之间逐渐过渡，依据下列公式计算所述的初始坐标偏移量：x'＝f(x,y),Δx＝x'‑xy'＝g(x,y),Δy＝y'‑y其中x、y为一个拼接子图像上的点(x，y)的坐标，x′、y′为该点(x，y)经过变换后的坐标，f(x,y)和g(x,y)分别为矫正区域内实现两幅拼接子图像精确匹配的相应坐标变换函数，Δx和Δy分为点(x，y)变换后的x坐标偏移量和y坐标偏移量，依据下列公式对Δx和Δy进行加权修正，获得加权修改后的相应偏移量Δx′和Δy′：Δx'＝ω_x·ω_y·ΔxΔy'＝ω_x·ω_y·Δy其中，ω_x和ω_y分别为与x和y坐标位置相关的权重系数，采用下列方式确定权重系数ω_x和ω_y：如果x₁＜x＜x₂，ω_x＝1；否则，ω_x＝1‑3*min(︱x‑x₁︱,︱x‑x₂︱)/width；如果y₁＜y＜y₂，ω_y＝1；否则，ω_y＝1‑3*min(︱y‑y₁︱,︱y‑y₂︱)/height，其中，矫正区域为各边分别平行于x和y轴方向的矩形，width和height分别为矫正区域在x和y方向上的宽度和高度，x₁和x₂分别为将矫正区域在x方向上分为三等份的两条平行分割线的x坐标，y₁和y₂分别为矫正区域在y方向上分为三等份的两条平行分割线的y坐标，所述步骤2中，采用ORB特征提取方法对矫正区域内的两幅拼接子图像进行特征检测，据此实现两幅拼接子图像的配准，所述采用ORB特征提取方法对矫正区域内的两幅拼接子图像进行特征检测的步骤包括：步骤2‑1：对矫正区域内的所述两幅拼接子图像进行角点检测，以角点作为匹配特征点，确定匹配特征点的主方向，结合匹配特征点的主方向提取匹配特征点的描述子，确定两幅拼接子图像在矫正区域内的备选特征匹配点对；步骤2‑2：从备选特征匹配点对中剔除误匹配点对，得到用于变换的特征匹配点对，依据用于变换的特征匹配点对计算出两幅拼接子图像精确匹配的变换矩阵，所述步骤2‑2包括：步骤2‑2‑1：1)从备选特征匹配点对中，随机选取4对作为初始特征匹配点对，采用下列公式计算两拼接子图像坐标的变换矩阵H，所选取的4个备选特征匹配点对在各拼接子图像中的任意3点均不共线：其中，(x_i′,y_i′,1)和(x_i,y_i,1)分别为两拼接子图像中构成第i个备选特征匹配点对的两备选特征匹配点的齐次坐标，H为变换矩阵，2)以变换矩阵H，对特征点备选集合中剩余的各备选特征匹配点对，以变换矩阵H对其中一个拼接子图像中的备选特征匹配点的齐次坐标进行转换，计算转换后形成的齐次坐标与另一个拼接子图像中的对应备选特征匹配点的齐次坐标之间的距离，具体公式为：dv＝d(A′_l,HA_l)其中A_l和A′_l分别为两拼接子图像中构成剩余的第l个备选特征匹配点对中的两个特征匹配点(x_l，y_l)、(x′_l，y′_l)的齐次坐标矩阵若该距离小于设定的第三阈值，则认为该备选特征匹配点对为内点对，否则该备选特征匹配点对为外点，剔除为外点的备选特征匹配点对，获得当前内点数目；步骤2‑2‑2：重复步骤2‑2‑1若干次，选择内点数目最多的变换矩阵为实现两幅拼接子图像精确匹配的变换矩阵。