[发明专利]鱼眼镜头全景图像拼接方法

权利要求书

1.一种鱼眼镜头全景图像拼接方法，其特征在于，包括：

步骤一、通过多项式拟合模型将多个鱼眼镜头拍摄的单元图像分别映射到三维球面上，并计算求解出所述多项式拟合模型的系数参数进而确定所述多项式拟合模型；

步骤二、将待配准的多个所述单元图像中的每幅图像重叠区域中的匹配特征点通过确定后的所述多项式拟合模型分别映射到三维单位球面上，在三维单位球面上对多个所述单元图像进行计算求出对应镜头成像的配准模型，根据所述配准模型在三维球面上将多个所述单元图像配准形成球面全景图像；

步骤三、把所述球面全景图像按等柱面方式展开成柱面全景图像，对所述柱面全景图像进行处理，建立所述柱面全景图像中每个像素点与多个鱼眼镜头拍摄的单元图像中的每个像素点的对应位置关系的参数映射表；

步骤四、读取多个鱼眼镜头拍摄的鱼眼图像，调用所述参数映射表将多个鱼眼镜头拍摄的鱼眼图像融合成全景图像。

2.根据权利要求1所述的鱼眼镜头全景图像拼接方法，其特征在于，步骤一中计算求解出所述多项式拟合模型的系数参数进而确定所述多项式拟合模型，具体为：

取空间同一条直线映射到鱼眼镜头图像上的直线上的至少三个点，然后用所述多项式拟合模型求出所述至少三个点到三维单位球面上的映射点，再把所有映射点在三维单位球面拟合成一个大圆，求出各个映射点到拟合的大圆的球面距离，求出他们的平方和；用同种方法取空间中多条直线计算，建立以下函数：Dist＝S1+...+SN；其中S1＝d11^2...+d1n1^2，...，SN＝dN1^2+...+dNnN^2；以函数Dist最小值为目标，求出所述多项式拟合模型的系数参数；其中所取的多条直线在鱼眼镜头图像中分布均匀。

3.根据权利要求2所述的鱼眼镜头全景图像拼接方法，其特征在于，在三维单位球面上对多个所述单元图像进行计算求出对应镜头成像的配准模型，根据所述配准模型在三维球面上将多个所述单元图像配准形成球面全景图像，具体为：

设多个鱼眼镜头的单元图像重叠区域中匹配的特征点为(x,y)，则通过确定后的所述多项式拟合模型映射到三维单位球面上的点的四元坐标为[x,y,z,1]；以多个鱼眼镜头中的一个鱼眼镜头为参考镜头，用特征点对求解另外的鱼眼镜头相对于参考镜头的配准模型：

[X,Y,Z,H]’＝Modle*[x,y,z,1]’，其中，Modle是16个自由度的矩阵；该配准模型演化出以下三个方程：

(X',Y',Z')和(x,y,z)是匹配的特征点对的球面坐标；把5对不共面的匹配特征点的坐标代入这三个方程中，5对特征点可以得到15个独立的方程，通过解他们组成的方程组求解得到Modle矩阵。

4.根据权利要求3所述的鱼眼镜头全景图像拼接方法，其特征在于，所述步骤三具体为：

对所述柱面全景图像进行重采样处理，将采样点通过柱面展开图像和球面全景图像的变换关系求得在参考球面上的位置，再通过配准模型的逆模型求得到原来镜头影射的单位球面的位置，再由鱼眼图像到单位球面的所述多项式拟合模型反求出鱼眼图像中的位置，从而建立所述柱面全景图像中每个像素点与多个鱼眼镜头拍摄的单元图像中的每个像素点的对应位置关系的参数映射表。