[发明专利]一种搜跟系统中航拍视频的快速自动拼接技术

权利要求书

1.一种搜跟系统中航拍视频的快速自动拼接技术，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将航拍视频序列中连续两帧彩色图像I和J转化成灰度图像I_g和J_g，并记录帧序号Z和Z+1；

步骤二：利用图像三值化方法对灰度图像I_g进行三值化处理获得三值化图像，利用边缘检测sobel算子提取三值化图像的边缘特征信息获得边缘特征信息图像I_f，使用Harris算法提取边缘特征信息图像I_f的特征点，在提取三值化图像边缘特征信息的过程中，设定sobel算子的边缘检测阈值为S₁和S₂，S₁代表水平方向的边缘计算参数阈值，S₂代表垂直方向的边缘计算参数阈值；

步骤三：利用光流金字塔（KLT）算法计算光流，完成灰度图像I_g和J_g的特征点匹配；

步骤四：结合DLT算法和RANSAC算法计算得出彩色图像I和J的最优单应性矩阵H_I,J和图像拼接的修正矩阵H'_z，并求解出图像拼接的修正几何转换矩阵P；

步骤五：利用修正几何转换矩阵P对彩色图像J进行图像修正得到图像J'，设置一个长宽为彩色图像J长宽两倍的黑色背景，将修正后的图像J'的像素信息J'(x',y')贴至黑色背景中，完成图像全景的拼接；

步骤六：将当前帧图像的单应性矩阵H_I,J与已保存的前帧图像的单应性矩阵H_I-1,I比较，将准确匹配的特征点对数目N与特征点对数目阈值N_f进行比较，根据比较结果动态调整图像三值化的上下限阈值T₁和T₂以及sobel算子的边缘检测的阈值S₁和S₂。

2.如权利要求1所述的搜跟系统中航拍视频的快速自动拼接技术，其特征在于，所述步骤一中，采用亮度公式将彩色图像I和J转换成只包含亮度信息的灰度图像I_g和J_g。

3.如权利要求1所述的搜跟系统中航拍视频的快速自动拼接技术，其特征在于，步骤二中，

所述获得三值化图像的计算方法如公式（1）所示，

p[x,y]=0,p[x,y]<T1p[x,y],T1<p[x,y]<T2p[x,y]=1,p[x,y]>T2---(1)]]>

式（1）中，p[x,y]是灰度图像I_g中坐标为(x,y)处的像素值，T₁和T₂为图像三值化的上下限阈值；

所述使用Harris算子提取边缘特征图像I_f的特征点的计算过程如下：

3.1计算像素点p[x,y]的相关矩阵M，计算方法如公式（2）所示，

M=Σx,yw(x,y)Ix2IxIyIxIyIy2=w(x,y)⊗Ix2IxIyIxIyIy2---(2)]]>

式（2）中，w(x,y)是窗口大小为w*w的高斯权重函数，I_x代表行方向的导数，I_y代表列方向的导数；

3.2计算像素点p[x,y]的特征点响应R(x,y)，计算方法如公式（3）所示，

R(x,y)＝detM-k′*(traceM)²     （3）

式（3）中，detM代表相关矩阵M行列式的值，traceM代表相关矩阵M的迹，k′为常数；

3.3根据公式（4）判断像素点p[x,y]是否为特征点，如果像素点p[x,y]的特征点响应R(x,y)满足公式（4），则像素点p[x,y]为特征点，将像素点p[x,y]放入特征点集合D中，

[R(x,y)≥R(x',y')]∩[R(x,y)≥0.01R_max]   (4)

式（4）中，R(x',y')代表窗口w*w中除像素点p[x,y]之外的其它像素点的特征点响应，R_max为边缘特征信息图像I_f中的最大特征点响应。