[发明专利]一种基于超像素的多图拼接方法及系统

说明书

本发明属于数字图像处理技术领域，公开了一种基于超像素的多图拼接方法及系统，所述基于超像素的多图拼接方法包括：对所有图像检测SIFT特征点，使用RANSAC算法筛除外点；对多张待拼接图像进行超像素划分，求得每个超像素点区域的四个边缘点，计算每张图像上匹配到的特征点对超像素块边缘点的影响矩阵，构造最小误差函数，求得每个超像素边缘的局部单应矩阵；自适应构造非线性函数，对参数μsubgt;s/subgt;非线性化；根据参数μsubgt;s/subgt;与μsubgt;k/subgt;计算每个图像的各自超像素单元的复合变换矩阵；选择基准图像，将待拼接的多张图像相对基准平面做运动变换；进行逆映射和二次线性插值，得到最终配准结果。本发明克服了传统算法的相机只能做固定运动的缺点，并且具有较好的拼接效果。

技术领域

本发明属于数字图像处理技术领域，尤其涉及一种基于超像素的多图拼接方法及系统。

背景技术

目前，随着移动端手机的不断发展和迭代，人们对于相机的要求也越来越高，人们已经不满足于拍摄单张图像，而是希望将拍摄的图像拼接起来，图像拼接也成为了计算机视觉领域的研究热点。

基于特征点的图像拼接目前依然是图像拼接中的主流算法，该算法中最具代表性的就是AutoStitch，该软件集合了全局单应性对齐、球面投影、BA优化和多频段融合等算法，但是该软件对相机的运动有着较高的要求，运动不满足围绕光心旋转，拼接得到的结果就会出现虚影和错位问题，不能用于手持相机作复杂运动的图像拼接。目前大都是对图像划分网格来进行拼接算法研究，划分网格拼接的方法其过程只与图像的大小有关，忽略了图像自身的色彩与结构的一致性，每个区域具有不一样的变换参数，会导致误差。因此需要使用更合理的配准单元。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)现有基于特征点的图像拼接方法，对相机的运动有着较高的要求，运动不满足围绕光心旋转，拼接得到的结果就会出现虚影和错位问题，不能用于手持相机作复杂运动的图像拼接。

(2)目前大都是对图像划分网格来进行拼接算法研究，划分网格拼接的方法其过程只与图像的大小有关，忽略了图像自身的色彩与结构的一致性，每个区域具有不一样的变换参数，会导致误差。

解决以上问题及缺陷的难度为：传统算法中相机的各种运动，其对应的数学模型是不一样的，尤其是相机的复杂运动会对图像拼接模型的难度要求比较高，否则容易出现伪影，能用容忍度较强的算法同时对相机的多种运动情况进行拼接也是难点；而以超像素为配准单元的拼接，由于超像素的不规则分布，其在映射方式上要求更高，否则结果就会出现像素漏洞的情况。

解决以上问题及缺陷的意义为：本发明可以实现相机多种运动情况下的多张图像的拼接，而且具有较好的效果，首次给出了一个以超像素单元进行多张图以及可以用到多种场合的拼接方案，对于现实生活具有较强的应用意义。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于超像素的多图拼接方法及系统。

本发明是这样实现的，一种基于超像素的多图拼接方法，所述基于超像素的多图拼接方法包括以下步骤：

步骤一，对所有图像检测SIFT特征点，使用RANSAC算法，筛除外点；可以使得在计算对超像素块边缘点的影响矩阵时具有较好的配准参数。

步骤二，使用SLIC算法对输入的多张待拼接图像进行超像素划分，求得每个超像素点区域的四个边缘点，计算每张图像上匹配到的特征点对超像素块边缘点的影响矩阵，构造最小误差函数，求得每个超像素边缘的局部单应矩阵，并将四个边缘的局部单应矩阵做平均代表超像素的整体局部单应矩阵，该方法可以准确的对超像素的局部单应矩阵实现计算，而且具有较强的鲁棒性；

步骤三，利用内点计算相似变换S，根据每个图像的大小与超像素的分布，自适应的构造非线性函数，对参数μ_s非线性化，可以对每个超像素的局部单应矩阵与相似变换矩阵之间好的组合过渡；