[发明专利]一种缝合线引导的图像拼接方法

说明书

本发明涉及一种缝合线引导的图像拼接方法，用于有效融合多幅图像的重叠区域，能够去除拼接过程中产生的伪影，达到全方位展示一个视点场景的目的。该方法主要针对公共区域的特征点匹配，由聚类方法获得匹配特征的分布，不同的聚类簇构成一个全景单应性假设，然后利用最小能量化问题查找不同全景假设的最佳缝合线，再根据缝合线融合，从而在全景单应性假设中获取最优拼接结果。本发明实现了同一个视点不同图像的拼接，展示了同一视点的大视野图像，同时缝合线引导的图像拼接方法有容忍小视差拼接的能力；不同对齐假设更加的接近较好的全景拼接图。

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，具体涉及一种缝合线引导的图像拼接 方法。

背景技术

图像拼接是图像处理与计算机视觉等领域的研究热点，其主要作用是 把同一视点中各个摄像机采集的图像，利用图像拼接技术制作宽视野图像 的过程。全景拼接在实际的应用中，包括全景看房、全景直播、卫星图像 拼接、虚拟场景、车载系统监控、安防监控、无人机全景拍摄等，存在着 广泛的应用，涉及到民用与军用的各个领域。

从摄像头的运动情况分析，可以分为运动摄像机与固定摄像机两种拼 接。目前大部分的应用是基于固定摄像机，固定摄像机的图像拼接包括两 个方面：特征匹配的图像拼接与标定的图像拼接。两者有一定的区别与联 系：联系，它们都是为了寻找摄像机间的位置参数构建全景图；区别，前 者通过检测图像中明显的特征来计算相邻相机的关系，后者通过公共区域 标定物的位置，计算相机之间的内外参数获取相邻相机的关系。后续图像拼接的融合阶段步骤完全一致。传统的图像拼接欲达到较好的结果，需要 满足两个条件：多个摄像头拍摄的场景近视为一个平面；多个摄像头围绕 一个光心旋转拍摄。满足前者的条件只需要使相机离拍摄场景足够远，也 就是物体离摄像机的距离远远大于摄像机间的基线距离；满足后者的条件 相对而言比较麻烦，需要高精度的仪器作相关测量保证多个摄像机同一个 光心拍摄。从视差的角度考虑，传统的拼接方法几乎没有视差，也就是根 据一个全局单应性矩阵变换图像。为了适应存在视差的图像拼接，提出了 局部对齐的图像拼接方法，从最开始的DHW(Constructing Image Panoramas using Dual-HomographyWarping)方法，把待拼接图视为两个平面：地平面 与远平面，根据两个平面的单应性翘曲图像。进而到APAP (As-Projective-As-Possible Image Stitching with Moving DLT)方法，把待 拼接图像均匀地分成m×n的网格，使用DLT方法计算每个网格的单应性矩 阵，图像根据网格中单应性矩阵做翘曲变换，该方法能够处理一定视差的 拼接。相继在APAP方法上添加相关约束条件，提出了SPHP (Shape-Preserving Half-Projective Warps forImage Stitching)，AANAP (Adaptive As-Natural-As-Possible Image Stitching)，NISwGSP(Natural Image Stitching with the Global Similarity Prior)等。

传统的图像拼接方法采用的是全局单应性变换，对处理存在视差的图 像拼接具有一定的局限性。根据单一的单应性矩阵变换获取的全景图，往 往得不到图像质量较佳的拼接结果，这也与我们人为的视觉感官相违背， 通常产生伪影、未对准的拼接结果，为了弥补传统图像拼接单一全局单应 性变换的缺陷，本发明提出了一种缝合线引导的图像拼接方法，旨在生成 多个单应性假设，根据这些单应性假设得到不同全景图，从中选出视觉感官上符合我们人类的全景图。多个假设单应拼接能在一定程度上消除像全 局单应性变换拼接产生的伪影、未对准现象。

发明内容

本发明提供一种缝合线引导的图像拼接方法，要解决的技术问题是： 解决全局单应性矩阵变换难易对准图像的问题，供给用户更佳的全景视觉 效果。