[发明专利]一种双鱼眼图像拼接全景图像接缝融合方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理领域，具体涉及一种双鱼眼图像拼接全景图像接缝融合方法。

背景技术

双鱼眼图像拼接全景图像，因为系统中需要拼接的接缝最少，需要的镜头最少成为最简单的全景图像拼接系统，受到了越来越广泛地关注。系统中两幅图像所处的拍照环境不同，特别是当一个幅图像面向光源，一副图像背向光源时，两幅图像的动态范围差别过大，导致两幅图像互相重合的部分亮度差异非常明显。另外两幅图像分别独自进行白平衡处理，导致两幅图像在重合区域的颜色也不一致。因为亮度和色彩的差异，两幅图像即使经过最精确地配准和几何校正后，所有的特征点完全重合，拼接后的图像在接缝处也会出现明显的亮度和颜色的差异，降低了图像缝合的效果。

常用亮度颜色调整方法如重叠区域亮度均值调整方法，只把两幅图像的平均亮度进行整体平移，只调整了两幅图像的平均亮度，并没有对图像之间的对比度做一致性调整，因此调整效果受到很大限制。而在处理两幅图像拼接的接缝问题时，常用加权平均算法，即把两幅图像相对应的像素值进行加权平均，得到融合后图像对应像素值。这种方法虽然可以使过渡更加平滑，但是融合后的接缝还是比较明显。

发明内容

本发明公开了一种双鱼眼图像拼接全景图像接缝融合方法。对于经过特征配准和几何透视变换校正，交叠区域重合的两幅鱼眼展开图像，该方法首先利用两幅图像的交叠区域计算两幅图像之间的亮度颜色调整函数，把两幅图像的亮度颜色调整到一致水平；然后通过合理地设置两幅图像接缝处的加权值，利用金字塔算法对两幅图像的接缝进行融合。本方法既解决了用于拼接的两幅图像的亮度不均，颜色差异问题，又消除了两幅图像拼接处的接缝，使得两幅图像比较完美得拼接在一起。

一种双鱼眼图像拼接全景图像接缝融合方法，其特征在于：包括以下步骤：

对于经过特征配准和几何透视变换校正，交叠区域重合的两幅鱼眼展开图像：

(1)计算两幅图像的熵，选取熵大的图像作为第一幅图像，另一幅作为第二幅图像；

(2)通过交叠区域分别计算第二幅图像亮度和色彩调整函数，把第二幅图像的亮度和色彩调整到与第一幅图像一致；

(3)利用加权金字塔算法对第一幅图像和调整后的第二幅图像进行融合，得到最终的融合图像。

上述步骤1中利用下面公式计算两幅图像Y通道的熵：

其中p_i为亮度为i的像素出现的概率，n为亮度等级，一般取255。选取熵较大的一幅图像为第一幅图像，另一幅为第二幅图像。

上述步骤2中利用交叠区域计算第二幅图像亮度和颜色调整函数，把第二幅图像亮度色彩调整到与第一幅图像一致的步骤为：

(1)如果要把第二幅图像的亮度调整与第一幅图像一致，那么Y通道的调整函数对于交叠区域应该满足：

f_Y(k)＝argmin(1/NΣ(Y₁(x，y)-f_Y(Y₂(x，y)))²)(2)

其中N为交叠区域的像素点个数。为了满足上式，第二幅图像Y通道的调整函数可以按照下式计算：

其中N_k为交叠区域中Y(x，y)＝k像素点的个数。按照上式为每一级灰度求取对应值，即得到第二幅图像亮度调整函数f_Y(k)。利用f_Y(k)调整第二幅图像的亮度，得到调整后的Y通道图像：

Y′₂(x，y)＝f_Y(Y₂(x，y)) (4)

(2)同样的方法可以求得U，V通道的变换函数f_U(k)，f_V(k)，利用U，V通道的映射函数可以得到调整后的U，V通道图像U′₂(x，y)，V′₂(x，y)。

上步骤3中，利用加权金字塔融合算法对第一幅图像和调整后的第二幅图像进行融合，其具体步骤为：

(1)融合权重的计算。假设第一幅图像与第二幅图像交叠区域边界分别为x1，x2，其中x1＜x2，当x＜x1时，Y2(x，y)＝0，当x＞x2时，Y1(x，y)＝0。那么第一幅图像和第二幅图像的融合权重为：