[发明专利]一种基于多摄像机的视频实时拼接方法

说明书

技术领域

本发明属于智能交通的视频监控领域，是基于计算机视觉的监控范围扩展技术。

技术背景

目前的拼接技术主要应用在交通行业的视频实时监控领域，研究也主要集中在对摄像机位置相对固定的交通监控视频的拼接上。算法相对比较成熟的是对静态图像的拼接，视频拼接技术主要利用视频图像帧间的相关性，拼接过程中涉及到大量的计算，这就需要在保证画面质量的前提下，选取一种快速的匹配算法，以减少整个视频拼接的计算量，提高视频拼接速度。关于视频拼接原理和方法国内外已有不少的论文发表，但是现在还没有通用的能够达到实时处理速度的视频拼接软件以及产品出现。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于多摄像机的视频实时拼接方法，以解决视频单帧图像拼接计算量大以及视频拼接速度慢等技术问题。

本发明所述的一种基于多摄像机的视频实时拼接方法，硬件是基于多摄像机的交通监控视频拼接装置，主要包括处理器、视频采集模块、电源模块、显示模块和存储模块，其步骤如下：

步骤1、启动操作，获取同步多路视频数据；

步骤2、对同一时刻的帧图像进行预处理：把彩色图像变成256灰度的灰度图像，并对图像采用直方图均衡的方法进行图像增强处理；

步骤3、采用SURF算法进行对应帧图像特征点的提取；

步骤4、采用最近邻匹配法、随机抽样一致性匹配算法求出视频初始对应帧间的单应性矩阵；

步骤5、求解视频初始k帧的最优单应性矩阵：

步骤5-1、确定拼接图像的重叠区域

按照图像的透视映射关系，根据单应性矩阵得到保留特征点在另一对应帧图像的匹配点；如果计算出的匹配点没有落在图像内，说明这一点并不在两幅图像的重叠区内，反之，如果特征点映射前后都落在图像内，说明它处在重叠区内；用这种方法遍历一遍，即对一幅图像中所有保留特征点进行透视映射变换，得到映射对应特征点确定的区域。取以另一幅图像的边缘为边界，取重叠区的最小内接多边形作为重叠区域；

步骤5-2、求取前k帧对应帧拼接图像重叠区域的相似度

相似度测度由归一化协方差相关函数来定义，如下公式1所述：

C(I1,I2)=Σm=0wΣn=0h[I1(i1,j1)-I1(i1,j1)‾]×[I2(i2,j2)-I2(i2,j2)‾]{Σm=0wΣn=0h[I1(i1,j1)-I1(i1,j1)‾]2}×{Σm=0wΣn=0h[I2(i2,j2)-I2(i2,j2)‾]2}---(1)]]>