[发明专利]前向运动视频的快速高清全景成像方法及装置

权利要求书

1.一种前向运动视频的快速高清全景成像方法，其特征在于，包括：

按照不同的铁路场景对高速铁路前向运动视频中的每一帧进行图像分割，获得每一帧对应的多个铁路场景图像区域；

基于运动模糊因素和全景图分辨率因素，确定每个铁路场景图像区域对应的最优拼接外框；

基于最优拼接外框和高速列车的速度，确定每个铁路场景图像区域对应的最优拼接内框；

根据所述每个铁路场景图像区域对应的最优拼接外框和每个铁路场景图像区域对应的最优拼接内框，确定每个铁路场景图像区域对应的不规则矩形条带；

将所述每个铁路场景图像区域对应的不规则矩形条带进行单应性变换，获得每个铁路场景图像区域对应的规则矩形条带；

将高速铁路前向运动视频中的全部帧对应的每个场景图像区域对应的规则矩形条带进行拼接，获得每个场景图像区域对应的全景图，多个场景图像区域对应多个全景图；

所述不同的铁路场景包括钢轨和电杆；

按照不同的铁路场景对高速铁路前向运动视频中的每一帧进行图像分割，包括：

利用直线段检测算法提取所述钢轨对应的线段、所述电杆对应的线段和图像边缘线段；

根据所述钢轨对应的线段、所述电杆对应的线段和图像边缘线段确定场景消失点；

根据所述场景消失点和电杆将每一帧分割成垂直方向的左侧图像区域和右侧图像区域、水平方向的天空图像区域和地面图像区域；

基于运动模糊因素和全景图分辨率因素，按照如下方式确定每个铁路场景图像区域对应的最优拼接外框：

从消失点出发引出的四条射线所在直线方程表示为：

其中，k_A，k_B，k_C和k_D为四条射线所在直线斜率，b_A，b_B，b_C和b_D为四条射线所在直线截距；x_v、y_v表示消失点的坐标点；

x_l满足两个条件：

其中，x_l表示左侧图像区域的拼接外框的横坐标；表示左侧图像区域的拼接外框线；y_u、y_d表示左侧图像区域的拼接外框线上两个坐标点的纵坐标；W表示高速铁路前向运动视频图像的宽度；D_l(·)表示左侧图像区域对应的拼接外框线的清晰度；x_l→0表示对空间采样后生成的全景图保留最大分辨率；

全景图分辨率为m×n，x_r表示右侧图像区域的拼接外框的横坐标；

四条拼接外框满足如下数学模型：

其中，D_u、D_d、D_l、D_r分别表示水平方向的天空图像区域、地面图像区域、左侧图像区域和右侧图像区域对应的拼接外框线的清晰度，(x_j,y_u)表示天空图像区域的第k帧图像f_k中的像素；(x_j,y_d)表示地面图像区域的第k帧图像f_k中的像素；(x_l,y_i)表示左侧图像区域的第k帧图像f_k中的像素；(x_r,y_i)表示右侧图像区域的第k帧图像f_k中的像素；Δl_k-1,j表示从帧f_k-1到帧f_k的位移，Δl_k,j表示从帧f_k到帧f_k+1的位移，σ为常数。