[发明专利]一种图像拼接的方法、系统

说明书

技术领域

本发明涉及数字图像处理技术领域，尤其涉及一种图像拼接的方法、系 统。

背景技术

随着数字成像技术的迅速发展，数字成像设备因其具有传统成像设备无 可比拟的优势在各个领域都得到了越来越广泛的应用。但是在一些特殊的应 用场景中，数字成像设备仍然不能满足人们的需求，比如在获取大视场的数 字全景图像时，由于成像设备自身视场宽度窄的物理限制，单靠成像设备无 法达到获取全景图的目的，在这种情况下就需要依靠图像拼接技术来实现。

对于需要进行拼接的两图像帧，如果两图像是由成像设备转过一定的角 度连续拍摄，或者是由成像设备从不同的角度同时进行拍摄获得的一对同步 帧对，两图像帧中会有相同的部分图案，在进行拼接时就需要将相同部分的 图案进行重叠。但是，由于视差的原因，会出现重叠区部分区域能够重合而 部分区域重合不了的情况，这种情况会直接导致图像拼接处出现重影，大大 减弱图像拼接的效果。

现有技术中对视差造成的图像重影问题进行了分析，并提出了相应地解 决方案。首先，视差的出现是由于不同的光学投影中心导致的，当从两个或 多个视点观察同一景物时，不同的视点在不同的视角下感知图像，通过三角 测量原理就可以计算出不同视角下获得的该景物的图像像素的位置偏差，也 就是视差，这一过程与人类视觉的立体感知过程是类似的。进一步根据平面 对应几何学，不同的视点在不同的视角下感知图像上的同一物体存在一个射 影变换关系，该射影变换关系可以用一个单应性矩阵来表示。

现有技术中就是利用了上述单应性矩阵来解决图像拼接时由视差产生的 重影问题。以一对同步帧对的拼接为例，首先获取两图像帧上的匹配特征点， 所谓匹配特征点即两特征点在空间表示同一点。然后根据获取的匹配特征点 求解单应性矩阵，最后，根据该单应性矩阵将其中一帧图像上的所有像素点 (包括不重叠部分)进行表象变换，确定其在另一帧图像所在平面(或柱面 等)上的对应位置。这一过程即为图像拼接过程，之后还可以对拼接图像进 行颜色融合等处理，以得到较好的拼接图。

但是，一般在进行图像拼接时不仅仅是一对同步帧对的拼接，通常是由 两台成像设备由不同的角度连续拍摄获得一系列同步帧对，然后对多对同步 帧对图像进行拼接，比如对视频会议中两台成像设备在一段时间内获取的图 像帧进行拼接，在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中根据一对同 步帧对上的匹配特征点获得单应性矩阵后，将该矩阵直接应用于其它同步帧 对的图像拼接中，显然这些匹配特征点不足以代表其它同步帧对上的匹配特 征点，可靠性较低，那么得到的单应性矩阵可靠性也较低不够精确。例如， 如果选取的这一对同步帧对在获取时存在信号干扰，引起画面扭曲或异常变 化，则由此得到的单应性矩阵就是错误的，直接应用于拼接其它同步帧对， 可能还会导致图像拼接错误。

发明内容

本发明实施例提供一种图像拼接的方法、系统，能够获得更可靠的匹配 特征点，从而获得更精确的单应性矩阵以改善图像拼接的效果。

为了解决上述技术问题，本发明实施例的技术方案如下：

一种图像拼接的方法，包括：

从至少两对同步帧对中提取匹配特征点，所述同步帧对为由两个不同角 度获取的具有图像重叠区域的同步帧对；

根据所述匹配特征点求解单应性矩阵；

应用所述单应性矩阵对所述由两个不同角度获取的同步帧对进行图像拼 接。

一种图像拼接的系统，包括：

选取模块，用于在由两个不同角度获取的同步帧对中，选取至少两对具 有图像重叠区域的同步帧对；

提取模块，用于在所述选取模块选取的同步帧对中提取匹配特征点；

求解模块，用于根据所述提取模块提取的匹配特征点求解单应性矩阵；

拼接模块，用于应用所述求解模块求解的单应性矩阵对所述由两个不同 角度获取的同步帧对进行图像拼接。

本发明实施例通过对多对同步帧对的匹配特征点进行提取，获得了大量 的匹配特征点，与现有技术中只通过一对同步帧对提取的匹配特征点相比较 更具有代表性，因此获得的单应性矩阵也就更可靠也更精确，克服了现有技 术的缺点，从而可以获得更好的图像拼接效果。

附图说明