[发明专利]基于圆周扫描视频图像拼接与分屏显示方法

说明书

技术领域

本发明属于视频图像拼接与分屏显示技术领域，具体涉及一种基于圆周扫描视频图像拼接与分屏显示方法。

背景技术

视频图像拼接与分屏显示技术是数字图像处理一个重要的研究领域，就是将多幅相互间存在重叠部分的图像序列进行空间配准，经重采样融合后形成一幅包含各图像序列信息、宽视角场景、完整和高清晰的新图像，其本质是对待拼接图像重复区域配准和图像融合的过程，最后再重新规划显示，即分屏显示。

在视频图像拼接技术中，基于特征点提取是一种较为行之有效的常规通用方法。该方法遵循步骤如下：首先提取两幅待拼接视频图像的特征点，然后将两幅图像中的特征点配对，最后求解投影变换矩阵及配准图像矩阵转换，最终完成两幅图像同一空间的拼接。而分频显示是为了解决因单帧图像显示变为拼接视频图像显示发生的图像大小和形状的变化，需重新规划布局拼接视频图像在监视器上的显示。

对视频图像的拼接效果、处理速度起重要作用的是特征点检测和特征点匹配。两帧视频图像特征点检测、匹配的方法多种多样，然而这些方法要么是拼接质量高、计算量大，要么就是计算量小、拼接质量低。如何快速地检测出有效的特征点，并完成特征点的准确匹配，是有效完成视频图像拼接的关键。

现有的图像拼接算法描述如下：

1)检测基准图像、配准图像特征点或特征模块；

2)完成两幅图像的特征点匹配；

3)选择匹配最优的4对特征点；

4)根据4对特征点求解投影变换矩阵；

5)进行基于投影变换矩阵的配准图像投影变换；

6)最后完成基准图像、配准图像同一空间的无缝拼接。

现有图像拼接算法通用性广，能完成动态拍摄2幅图像的自动拼接，但具有计算量大缺陷。例如，Zhang等学者提出的一种图像拼接中筛选特征点匹配对的方法，该方法通过有针对性地优先抽取特征更为相似的、空间上更为分散的特征点对，较快较好地筛选出正确的匹配对。Zhao等学者提出的一种基于特征点标定的视频图像拼接方法，该方法手动标定相对位置固定的2个摄像头采集到的视频图像的4对特征点，省略了特征点检测和匹配处理，能较快较好地完成视频图像拼接。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于圆周扫描视频图像拼接与分屏显示方法，用于解决上述现有技术的问题。

本发明一种基于圆周扫描视频图像拼接与分屏显示方法，其中，包括：步骤1：初始化并在一水平角度采集一帧视频图像；步骤2：转动一定角度，水平采集一帧视频图像；步骤3：计算两帧视频图像之间的水平角度差，获取圆周扫描水平角位移量；步骤4：根据摄像头采集视频图像像素、视角大小以及水平角位移量，计算前一帧基准图像和当前帧配准图像的像素位移量；步骤5：进行视频图像无缝拼接；步骤6：令当前帧配准图像为前一帧基准图像，当前帧扫描角度为前一帧扫描角度，并转步骤2。

根据本发明的基于圆周扫描视频图像拼接与分屏显示方法的一实施例，其中，步骤1中选择摄像头像素为720×576，视角为40°，帧率为25f/s，圆周扫描设备旋转角速度为6°/s以及摄像头初始角度为0°。

根据本发明的基于圆周扫描视频图像拼接与分屏显示方法的一实施例，其中，步骤3中DSP处理模块计算前一帧角度βold和当前帧角度βnew之差d_β，获取圆周扫描水平角位移量d_β，计算公式为：d_β＝β_new-β_old。

根据本发明的基于圆周扫描视频图像拼接与分屏显示方法的一实施例，其中，步骤4中前一帧基准图像和当前帧配准图像的像素位移量d_p，计算公式为：

根据本发明的基于圆周扫描视频图像拼接与分屏显示方法的一实施例，其中，每次像素位移量d_p理论值计算公式为：

本发明的基于圆周扫描视频图像拼接与分屏显示方法，借助圆周扫描设备，解决了中心点(焦距)不动条件下的圆周扫描视频图像拼接与分屏显示问题，省略了视频图像特征点检测、特征匹配计算量，减少视频图像拼接算法的计算量。

附图说明

图1圆周扫描视频图像拼接与分屏显示处理流程图；

图2调试验证系统硬件组成图；

图3分屏显示布局方案图；

图4分屏显示效果图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。