[发明专利]一种立方体全景图的快速拼接方法

权利要求书

1.一种立方体全景图的快速拼接方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、布置全景相机，同步拍摄正对空间的前、后、左、右、上、下六个方向；

选取六个相同规格的相机并通过支架固定，相机的最小视角均大于90度，各个相机同步拍摄正对空间的前、后、左、右、上、下六个方向，相邻两个相机拍摄的照片均有重叠区域；

使用遥控器或者在相机内部触发同步来实现六个相机同时拍摄；

步骤二、标定全景相机，获取畸变校正参数及各个方向图像的线性变换参数和裁切参数；

获取线性变换参数和裁切参数的具体步骤如下：

2-2-a)将全景相机放在立方体框架中心附近，使六个相机正对立方体框架的六个面，六个相机同时拍摄，轻微移动相机位置与角度，再次拍摄，如此反复多次，导出多组拍摄结果；

2-2-b)每组图像拍摄结果经过畸变校正后得到线性图像，将线性图像进行匹配，得到各自的图像线性变换参数，包括旋转和平移变换参数；若经过匹配后的图像有空白处或者存在相邻两图之间无法拼接的情况，找到出现偏移的相机，调整对应相机的方向；

2-2-c)通过多组拍摄结果得到多组线性变换参数，选取整体参数最小的一组，此时相机拍摄的位置最接近立方体框架中心，同时每个镜头也最接近正对立方体六个面的方向，选取的这组参数记录为全景相机六个镜头的线性变换参数；

2-2-d)获得经过畸变校正和线性变换的六幅为一组的图像，将每幅图像中各自的立体标定框架作为基准，确定以图像中心为中心的水平方向和竖直方向90度视角所在位置，在该位置处将图像裁剪为正方形，六幅正方形图像各自的边长为对应六个相机的裁切参数；

进行相机标定过程的目的是获取全景相机每个相机的畸变校正参数、线性变换参数和裁切参数，这个过程只需要组装成全景相机后进行一次，生成的参数可重复使用；

步骤三、通过全景相机拍摄场景，首先使用畸变校正参数进行镜头的畸变校正，再使用线性变换参数对每幅图像进行旋转变换和平移变换；将得到的六幅图像分别根据裁切参数在中心处裁切为正方形，使六幅图像大小一致，且在水平方向和竖直方向的视角均为90度；最后将裁切得到的正方形图像分别放置在平面立方体全景图与拍摄相机的对应位置即完成拼接；

根据每相邻两幅图像重叠部分的亮度对比，得到平面立方体全景图中六幅正方形图像各自的亮度均衡参数，对图像整体进行亮度校正，使最终得到的整体图像亮度统一。

2.根据权利要求1所述立方体全景图的快速拼接方法，其特征在于：所述的步骤三利用图像恢复算法，对支架遮挡部分的图像进行重构，消除支架。

3.根据权利要求1所述立方体全景图的快速拼接方法，其特征在于：通过标定模板或者具有特定线条的场景对全景相机进行标定，计算出镜头畸变模型对应的畸变校正参数。

4.根据权利要求1所述立方体全景图的快速拼接方法，其特征在于：所述的步骤二通过对每幅图像进行旋转变换和平移变换，消除由于全景相机支架不规则造成的六个相机光轴无法相交于一点或相邻两相机的夹角不等于90度产生的误差，找到每个相机对应的旋转及平移变换参数，作为线性变换参数。

5.根据权利要求1所述立方体全景图的快速拼接方法，其特征在于：所述的裁切参数为裁切得到的正方形图像的边长。

6.根据权利要求1所述立方体全景图的快速拼接方法，其特征在于：所述的步骤三利用人脸识别和车牌识别抹除立方体全景中的人脸和车牌。