[发明专利]图像拼接方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及图像拼接方法及装置。

背景技术

通过反/折射系统、鱼眼透镜等硬件设备能够直接建立无缝广角图像，但由于这些硬件设备是在有限的成像面上捕获尽可能多的信息，导致了建立的无缝广角图像产生严重失真。

通过将数字成像设备可以拍摄到数字格式的图像，将多幅数字图像拼接可以获取一幅视场宽度较大的数字全景图像，并且最终得到的数字全景图像失真较小。图像拼接主要包含以下步骤：图像获取、图像预处理、图像配准、图像再投影以及图像融合。

图像配准是图像拼接中的一个关键步骤，需要找出一个场景在不同视点下形成不同二维图像上的重叠区域，并计算重叠区域上的点到点映射关系，或者对某种感兴趣的特征建立关联。这一映射关系通常被称为“单应性变换”(Homography)，一般以单应性矩阵来表示该映射关系，该映射关系主要表现为平移、旋转、仿射以及投影等形式。

目前图像拼接技术中应用较多的单应性矩阵计算方式如下：

先通过特征点检测得到需要拼接的图像之间重叠的像素点；例如：SIFT(Scale-Invariant Features：尺度不变的特征)特征点检测方法、Harris特征点检测方法、Susan特征点检测方法、立体图像匹配方法、或者其他特征点检测方法等；然后通过线性或者非线性的单应性矩阵估计，计算出表示重叠像素点之间映射关系的单应性矩阵。

在应用上述方案的过程中，本发明的发明人发现：上述基于拼接的图像之间存在较大的重叠区域才能够计算出相应的单应性矩阵，对于没有重叠区域或者只有一列重叠像素的图像不能计算从单应性矩阵，也就无法进行图像拼接。

发明内容

本发明的实施例提供一种图像拼接方法及装置，在两幅图像之间没有重叠区域或者只有一列重叠像素的情况下计算出单应性矩阵或完成图像拼接。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种图像拼接方法，包括：

确定两个场景之间的空间关系参数；

获取分别拍摄所述两个场景的两个相机之间的空间关系参数，以及所述两个相机的内部参数；

将所述两个场景之间的空间关系参数、相机之间的空间关系参数和相机内部参数进行运算得出所拍摄图像之间的单应性矩阵；

根据所述单应性矩阵将所述两个相机拍摄到的图像映射到同一坐标系下拼接成一幅图像。

一种图像拼接装置，包括：

确定单元，用于确定两个场景之间的空间关系参数；

获取单元，用于获取分别拍摄所述两个场景的两个相机之间的空间关系参数，以及所述两个相机的内部参数；

运算单元，用于将所述两个场景之间的空间关系参数、相机之间的空间关系参数和相机内部参数进行运算得出所拍摄图像之间的单应性矩阵；

映射单元，用于根据所述单应性矩阵将所述两个相机拍摄到的图像映射到同一坐标系下拼接成一幅图像。

本发明实施例提供的图像拼接方法及装置，由上述描述可知，本发明实施例在进行单应性矩阵计算的时候并不需要在两幅图像之间存在重叠区域，也不需要利用视频序列，而是直接通过两个场景之间的空间关系参数、相机之间的空间关系参数和相机内部参数就可以计算出单应性矩阵。

通过两个场景之间的空间关系参数、相机之间的空间关系参数和相机内部参数就可以直接计算出单应性矩阵。这样就使得在计算单应性矩阵时不需要图像间有重叠区域，也就是说，本发明实施例在两幅图像之间没有重叠区域或者只有一列重叠像素的情况下计算出单应性矩阵，并利用该单应性矩阵完成图像拼接。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明现有技术中计算单应性矩阵的关系图；

图2为本发明实施例1中计算单应性矩阵的流程图；

图3为本发明实施例1中单应性矩阵计算装置的框图；

图4为本发明实施例1中图像拼接方法的流程图；

图5为本发明实施例1中图像拼接装置的框图；

图6为本发明实施例2中的棋盘格；

图7为本发明实施例2中拼接前第一幅图的示意图；

图8为本发明实施例2中拼接后的图像示意图；

图9为本发明实施例2中拼接后缝线的示意图；

图10为本发明实施例2中对缝线进行融合的示意图；