[发明专利]一种图像实时拼接方法及系统

说明书

本发明实施例提供一种图像实时拼接方法和系统，用于完成多个不同角度的摄像头的实时视频拼接。所述方法包括：针对每帧图像，如果所述同步帧图像的拍摄焦距发生变化，则根据所述同步帧图像构建变换矩阵，并根据所述变换矩阵对所述同步帧图像进行拼接；针对每帧图像，如果所述同步帧图像的拍摄焦距没有变化，则根据前帧图像的变换矩阵对所述图像进行拼接。本发明实施例提供的图像实时拼接方法，减少了构建变换矩阵的次数，提高了图像拼接速度，满足了视频拼接的实时性要求。

技术领域

本发明涉及计算机图像处理领域，具体涉及一种图像拼接方法及系统。

背景技术

随着电子信息技术的发展，能够记录和获取实时视频信息的设备日渐普及，但是和人眼相比，单一摄像头的监控范围和角度相对有限。广角摄像头又由于其昂贵的价格难以大范围使用。

针对这个问题，目前在安防监控中，经常使用多个摄像头进行监控，并将多个摄像头拍摄获取的图像进行图像拼接获得宽角度、大画幅的监控图像。

但是实时视频拼接对于实时性要求很高。在图像拼接算法中，计算变换矩阵是其中关键的步骤，耗费的时间也较长。以一对同步帧为例，首先获取两图像帧上重叠部分的匹配特征点，所谓匹配特征点即两特征点在空间上表示同一点。然后根据获取的匹配特征点求解单应性矩阵，根据单应性矩阵计算变换矩阵。后续图像拼接过程中，根据变换矩阵将其中一帧上的所有像素点进行表象变换(包括不重叠部分)，确定其在另一帧图像所在平面上的对应位置。这一过程即为图像拼接过程，之后再进行图像融合，以得到较好的拼接图。实时视频拼接要求每秒至少完成24帧图像的拼接速度，才能满足人眼对实时性的要求。

在多个摄像头的条件下，实时视频拼接技术需要处理的图像数量会成倍增加。而随着图像像素的提高，表征图像特征点匹配的变换矩阵也会变得复杂。如何能够在多摄像头、多特征点的条件下，实现实时视频拼接的准确、及时，是实时视频拼接技术的一个难点。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种图像实时拼接方法及系统，以解决多摄像头图像的实时拼接问题。

一方面，本发明提供一种图像实时拼接方法，用于处理多摄像头的同步帧图像，包括：针对每帧图像，如果所述同步帧图像的拍摄焦距发生变化，则根据所述同步帧图像构建变换矩阵，并根据所述变换矩阵对所述同步帧图像进行拼接；针对每帧图像，如果所述同步帧图像的拍摄焦距没有变化，则根据前帧图像的变换矩阵对所述图像进行拼接。

优选地，在第一次摄像时，根据所述同步帧图像构建变换矩阵。

优选地，所述根据所述同步帧图像构建变换矩阵包括：从所述同步帧图像中提取特征点；根据所述特征点求解单应性矩阵；以及根据单应性矩阵构造所述变换矩阵。

优选地，所述方法还包括：在根据变换矩阵对所述图像进行拼接后，对所述图像进行融合。

优选地，在所述图像的重叠区域或衔接处进行指定宽度的融合。

优选地，使用加权平均法对所述图像进行融合。

另一方面，本发明提供一种图像实时拼接系统，包括：图像获取模块，用于获取多个具有重叠区域的同步帧图像；焦距获取模块，用于获取所述同步帧图像的拍摄焦距；判断模块，用于判断所述同步帧图像的拍摄焦距是否发生变化；合成模块，用于根据所述判断模块的判断结果，获得不同的变换矩阵，并根据所述变换矩阵对所述同步帧图像进行拼接。

优选地，所述合成模块包括：特征点提取单元，用于从两幅具有重叠局域的图像中提取特征点，并对特征点进行提纯；单应性矩阵求解单元，用于根据所述特征点求解单应性矩阵；变换矩阵构造单元，用于根据所述单应性矩阵构造变换矩阵；图像拼接单元，用于根据变换矩阵对所述图像进行变换。

优选地，所述图像实时拼接系统还包括：图像融合模块，用于对所述图像进行融合。