[发明专利]快速扫描式全景图图像合成方法及装置

说明书

本发明公开了一种快速扫描式全景图图像合成方法及装置，其中方法包括：同时获取两张相同视角的原始图像，其中，一张为锁定曝光的图像，另一张为不锁定曝光的图像；以锁定曝光的图像作为基准，对同时获取的两张原始图像进行HDR处理，得到HDR处理结果图；基于前一帧的全景临时结果图，对当前帧图像的HDR处理结果图进行曝光补偿；将前一帧的全景临时结果图和曝光补偿后的当前帧图像的HDR处理结果图进行图像融合，以合成新的全景临时结果图。利用本发明可以对原先图像中的过曝区域和欠曝区域丢失的细节进行有效恢复，从而避免由于锁定曝光而引起的全景图结果丢失图像细节的问题。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种基于双摄HDR(High Dynamic RangeImaging，高动态范围成像)预处理的快速扫描式全景图图像合成方法及装置。

背景技术

全景图是一种广角图，是用很多张较窄视角的图像，通过算法合成一张宽视角的图像。全景图的合成方式有很多种：如先拍摄单张图片然后经过后期处理合成，或者在图像拍摄期间捕获特定的图像块进行实时合成，或者使用双鱼眼镜头同时拍摄两张鱼眼图像进行合成。

目前，很多智能手机预装了快速扫描式全景图合成程序。用户点击开始拍摄，手持手机朝一个方向移动，结束拍摄后可以很快获取一张全景图。这种图像合成方法主要通过运动估计，移动一小段距离就选取一张图像，通过匹配算法识别图像中间区域的某个选定的图像块与先前图像块之间的精确重合区域，然后使用融合算法将识别的图像块拼接成结果图象，最后通过大量上述类型的图像块来形成一张全景图像。该方法可以实现实时拼接，拍摄完毕即可获取全景图。

这种快速全景拼接算法，为了提升性能并且保证拼接质量，通常在采集图像数据的时候会锁定曝光，这样可以省去后期的曝光补偿的过程。但是这种提前锁定曝光的做法在某些场景很容易引起过曝和欠曝的现象。比如，用户在室内正常曝光的区域开始拍摄，向窗户方向移动，由于锁定了曝光，所以越靠近窗户时曝光越强，从而引起过曝，呈现出一个没有窗外景物的高亮区域，如图1所示。

还有一些智能手机，预装了拍照式全景图程序。用户点击开始拍摄，手持手机可以朝任意方向移动，拍摄不同方向的照片，后台程序通过算法合成，结束拍摄后等待一段时间才能获取一张全景图。该方法主要通过运动估计，隔一段距离拍摄一张图像，再后期经过特征点匹配计算出各图像之间的位置关系，经过曝光补偿修正亮度和颜色差异，经过柱面或球面变换，再使用融合算法拼接到结果图中。这种传统全景拼接算法，性能很慢，对于景深差异比较大的场景容易产生大的拼接错位。因为不锁定曝光，在光线差异很大的场景，曝光补偿算法也容易产生误差，引起奇怪的色块。

本发明主要解决现有技术中，因为锁定曝光而引起的全景图结果丢失图像细节的问题。

发明内容

基于此，本发明提供了一种快速扫描式全景图图像合成方法及装置，在快速扫描式全景拼接算法中，加入输入图序列的HDR预处理，并对HDR处理后的结果图进行曝光补偿，从而避免了由于锁定曝光而引起的全景图结果丢失图像细节的问题。

本发明提供的一种快速扫描式全景图图像合成方法，包括以下步骤：

同时获取两张相同视角的原始图像，其中，一张为锁定曝光的图像，另一张为不锁定曝光的图像；

以锁定曝光的图像作为基准，对同时获取的两张原始图像进行HDR处理，得到HDR处理结果图；

基于前一帧的全景临时结果图，对当前帧图像的HDR处理结果图进行曝光补偿；

将前一帧的全景临时结果图和曝光补偿后的当前帧图像的HDR处理结果图进行图像融合，以合成新的全景临时结果图。

可选地，作为一种可实施方式，所述同时获取两张相同视角的原始图像，其中，一张为锁定曝光的图像，另一张为不锁定曝光的图像，包括以下步骤：