[发明专利]一种基于滑动窗口的图像拼接方法及装置

权利要求书

1.一种基于滑动窗口的图像拼接方法，其特征在于，包括：

输入待拼接图像以及所有所述待拼接图像之间的匹配内点；

将所有所述待拼接图像按照时间顺序依次添加到捆绑调整器中，并使用预设帧数的滑动窗口对新加入到所述捆绑调整器中的待拼接图像进行初始化，得到初始化相机参数；其中，所述相机参数包括相机内参和相机旋转矩阵；

以重投影误差作为目标函数，根据所述匹配内点对所述初始化相机参数进行优化，得到最优目标函数时的最优相机参数；具体为：采用预设数量的相机模型和所述滑动窗口的相机总数定义所述滑动窗口的完整状态向量，根据所述匹配内点计算滑动窗口内的总误差函数，以重投影误差作为目标函数，根据所述总误差函数以及所述完整状态向量建立所述目标函数，求解所述目标函数得到每一帧待拼接图像的最优相机参数；其中，所述完整状态向量包括所有待拼接图像的相机参数；

根据所述最优相机参数将所有所述待拼接图像拼接成全景图。

2.如权利要求1所述的基于滑动窗口的图像拼接方法，其特征在于，在“输入待拼接图像以及所有所述待拼接图像之间的匹配内点之前”，还包括：

对原始图像进行图像匹配处理，得到所述原始图像对应的待拼接图像以及所有所述待拼接图像之间的匹配内点。

3.如权利要求1所述的基于滑动窗口的图像拼接方法，其特征在于，采用预设数量的相机模型和所述滑动窗口的相机总数定义所述滑动窗口的完整状态向量，根据所述匹配内点计算滑动窗口内的总误差函数，以重投影误差作为目标函数，根据所述总误差函数以及所述完整状态向量建立所述目标函数，求解所述目标函数得到每一帧待拼接图像的最优相机参数，具体为：

采用相机内参矩阵和相机旋转矩阵建立相机模型，并根据所述相机模型和所述滑动窗口的相机总数定义所述滑动窗口的完整状态向量；

根据所述匹配内点定义相互匹配的两帧待对齐图像的残差，并根据所述残差计算滑动窗口内的总误差函数；

以重投影误差作为目标函数，根据所述总误差函数以及所述完整状态向量建立所述目标函数，求解所述目标函数得到每一帧待拼接图像的最优相机参数。

4.如权利要求1所述的基于滑动窗口的图像拼接方法，其特征在于，所述最优相机参数包括最优相机内参和最优相机旋转参数，所述根据所述最优相机参数将所有所述待拼接图像拼接成全景图，具体为：

根据所述最优相机内参进而所述最优相机旋转参数，将所有所述待拼接图像投影到同一平面上进行全景图融合，得到最终的全景图。

5.一种基于滑动窗口的图像拼接装置，其特征在于，包括

输入模块，用于输入待拼接图像以及所有所述待拼接图像之间的匹配内点；

初始化模块，用于将所有所述待拼接图像按照时间顺序依次添加到捆绑调整器中，并使用预设帧数的滑动窗口对新加入到所述捆绑调整器中的待拼接图像进行初始化，得到初始化相机参数；其中，所述相机参数包括相机内参和相机旋转矩阵；

优化模块，用于以重投影误差作为目标函数，根据所述匹配内点对所述初始化相机参数进行优化，得到最优目标函数时的最优相机参数；所述优化模块，具体用于采用预设数量的相机模型和所述滑动窗口的相机总数定义所述滑动窗口的完整状态向量，根据所述匹配内点计算滑动窗口内的总误差函数，以重投影误差作为目标函数，根据所述总误差函数以及所述完整状态向量建立所述目标函数，求解所述目标函数得到每一帧待拼接图像的最优相机参数；其中，所述完整状态向量包括所有待拼接图像的相机参数；

拼接模块，用于根据所述最优相机参数将所有所述待拼接图像拼接成全景图。

6.如权利要求5所述的基于滑动窗口的图像拼接装置，其特征在于，还包括图像匹配模块，用于对原始图像进行图像匹配处理，得到所述原始图像对应的待拼接图像以及所有所述待拼接图像之间的匹配内点。