[发明专利]减少拼接图像错位的图像融合方法

说明书

本发明涉及图像处理及计算机图形学领域，为在拼接参数不变的情况下，提升拼接图像质量，淡化错位和拼接缝隙，获得视觉上的自然连贯的融合图像。为此，本发明采用的技术方案是，减少拼接图像错位的图像融合方法，使用拼接参数对拼接输入图像进行处理，对处理后的图像坐标重合的像素点进行处理，具体地：一、求两幅拼接图像重合区域像素点亮度差异：二、求安全的边缘点和平滑区域；三、寻找融合路径；四、进行图像融合的优化。本发明主要应用于图像处理及计算机图形处理场合。

技术领域

本发明涉及图像处理及计算机图形学领域，尤其涉及进行图像匹配拼接时，基于优化视觉感受的优化融合效果领域。具体讲,涉及减少拼接图像错位的图像融合方法。

背景技术

图像拼接融合技术是常见的数字图像处理技术，广泛应用于汽车电子、无人机、军事、遥感等实际应用领域。该技术是将两幅或者多幅具有重合区域的图像拼接融合为一幅视角宽广的图像。常用图像拼接方法的步骤是(1)进行图像中关键信息例如特征点的提取；(2)将两幅图中的这些关键信息进行匹配；(3)利用匹配的关键信息，计算用于融合的拼接参数。拼接参数包含图像的旋转，拉伸，平移等信息。(4)使用该拼接参数对拼接图像进行处理后，以其中一幅图像为基准，另一幅图像去除重合区域与之融合，完成图像拼接融合。

但是在实际应用中，用于拼接的图像往往是不同摄像头在不同角度拍摄的，导致拼接图像之间存在较大的旋转及拉伸变化。某些现行的图像拼接算法对旋转以及拉伸变化较为敏感，这导致计算所得拼接参数与真实的拼接参数之间存在一定的偏差。图像依照此拼接参数进行拼接时会在拼接处产生一些错位，从而造成图像内容边缘断裂等现象。同时由于不同摄像头的性能存在差异，拍摄环境(如光照等)存在差别，两幅拼接图像中的重合区域会存在亮度等的差异，导致融合图像有较为明显的拼接痕迹。从而降低了视觉感受。

发明内容

针对常用图像拼接方法中图像融合时出现的错位，边缘断裂，拼接缝隙等问题，本发明的目的是在拼接参数不变的情况下，提升拼接图像质量，淡化错位和拼接缝隙，获得视觉上的自然连贯的融合图像。为此，本发明采用的技术方案是，减少拼接图像错位的图像融合方法，使用拼接参数对拼接输入图像进行处理，对处理后的图像坐标重合的像素点进行处理，具体地：

一、求两幅拼接图像重合区域像素点亮度差异：首先对用于拼接的图像对的灰度图进行中值滤波，得到每幅图的像素亮度信息，在拼接图像重合区域内，将经过处理的待拼图像灰度值按照公式1相减并求绝对值：

D_(i,j)＝abs(A_(i,j)-B_(i,j)) (1)

公式1中，(i，j)为重合区域内的像素坐标，A表示经中值滤波后的左路拼接图像的灰度值，B表示经中值滤波后的右路拼接图像的灰度值，abs为求绝对值的函数，D表示两图的亮度差异；

二、求安全的边缘点和平滑区域：使用边缘检测算法分别检测两图重合区域的内容边缘，将坐标重合的边缘标记为安全边缘点，表示作为融合路径的像素，然后将图像的边缘图进行形态学膨胀，两图中非边缘的像素坐标的并集为拼接图像的平滑区域，对平滑区域的像素坐标给额外的融合路径选择权重，如公式2所示：

M_(i,j)＝S_(i,j)-D_(i,j) (2)

式中，(i，j)为重合区域内的像素坐标，D表示两图的亮度差异，M表示最后的融合途径选择权重，S表示平滑区像素额外的权重；

三、寻找融合路径，重合区域中处于两图边界交界的两个顶点分别为搜索融合路径的起始点和终点，每个新的融合路径像素位置的搜索范围为当前像素坐标为中心n*n的窗口且去除不考虑像素坐标，从起始点出发，在搜索范围内M值最大的点记为下一个融合路径点，若存在数个最小值，则记距离终点最近的点为下一个路径点，以此规律进行迭代，直到寻找到终点，融合路径定位结束；