[发明专利]基于围绕渐变拼缝区域平面扫描的视频拼接方法

权利要求书

1.一种基于围绕渐变拼缝区域平面扫描的视频拼接方法，其特征在于包括以下步骤：

S1.沿基线方向矫正相邻的两幅视频帧，将两幅图像之间的二维偏移关系简化到水平方向；

S2.在S1中得到的矫正后图像的重叠区域运行基于图像差异和潜在匹配不确定性的渐变拼缝选择算法；

S3.以在S2中得到的渐变拼缝为中心取一定宽度的窄带状区域，在该区域运行平面扫描算法，得到拼缝位置的像素偏移；

S4.将S3中得到的拼缝位置的像素偏移线性扩散到重叠区域的其他部分，并根据整个重叠区域的偏移对图像进行形变；

S5.融合重叠区域的图像，并与非重叠区域的图像组合得到当前一组视频帧的拼接图像。

2.根据权利要求1所述的基于围绕渐变拼缝区域平面扫描的视频拼接方法，其特征在于：所述步骤S1的具体方法包括：

对于两台已完成标定的摄像机，其内参数矩阵K₁，K₂，以及两摄像机之间的旋转矩阵R＝[r₁,r₂,r₃]和平移向量T已知，则被拍摄场景中的一点P在两相机坐标系中坐标X_C1与X_C2的关系为

X_C1＝RX_C2+T

图像矫正需要将两相机坐标系变换为新的具有平行光轴的两个虚拟相机坐标系下，两虚拟相机坐标系的基向量在第一台摄像机坐标系下的表述均为：

rx=T||T||ry′=[0,0,1]T×r3ry=ry′||ry′||rz=rx×ry]]>

其中||·||表示取向量模；则两虚拟相机坐标系的旋转矩阵均为R_V＝[r_x,r_y,r_z]，平移向量分别为0与T；则P点在两虚拟相机坐标系中的坐标X_VC1，X_VC2与对应的原摄像机坐标系中的坐标X_C1，X_C2之间的变换关系为：

XC1=RVXVC1XC2=RT(XC1-T)=RT(RVXVC2+T-T)=RTRVXVC2]]>

设P点在两摄像机的图像坐标系中的坐标分别为X₁＝(x₁,y₁,1)^T，X₂＝(x₂,y₂,1)^T，则有：

zc1X1=K1XC1zc2X2=K2XC2]]>

其中，z_c1与z_c2分别为点P在两摄像机坐标系中的深度坐标，是未知量；上式等价于：

X1∝K1XC1X2∝K2XC2]]>

其中，∝表示等比关系；设两虚拟摄像机的内参数矩阵均为K_V，则两虚拟摄像机的图像坐标X_V1＝(x_v1,y_v1,1)^T，X_v2＝(x_v2,y_v2,1)^T与对应的真实摄像机的图像坐标X₁，X₂之间变换关系为：

X1∝K1RVKV-1XV1X2∝K1RTRVKV-1XV1]]>

使用上式变换每一组视频帧，得到矫正后的两幅图像I₁和I₂，此时，两幅图像I₁和I₂之间的只有水平方向的偏移。