[发明专利]一种红外视频拼接方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及视频处理技术领域，尤其涉及一种红外视频拼接方法和装置。

背景技术

在国内安防的很多领域上，广泛使用了红外摄像机进行全天候监控，但由于单路摄像机的视野范围较窄，一般通过旋转转台来扩大监控的范围，长时间轮扫不仅不利于观察，而且存在着监控盲区，给安防行业带来很大的安全隐患，目前通过采用能够大场景的红外实时监控装置，来解决监控范围狭小的问题。

对于红外摄像头采集的视频，往往需要对多路摄像头采集的视频进行拼接处理，现在技术在拼接过程中采用了多种不同算法且计算复杂，实时计算的运算量巨大，而视频拼接相对于图片拼接而言，对实时性要求极高，在1秒钟内必须完成25帧N路图像的拼接计算，否则容易丢失帧导致画面不流畅或不连续，甚至内存溢出引起机器的死机。

现有技术中有通过双线性拼接进行视频拼接的方案，其采用双线性插值方法进行拼接，在x和y两个方向分别进行一次线性插值计算，但是这种方案，拼接后在重叠区域出现重影现象，曲线出现锯齿状不光滑。

发明内容

本发明实施例提出了一种红外视频拼接方法，所述方法包括：

提取红外视频中每幅图像的特征点，计算出每个特征点的描述符；

根据所述特征点的描述符和随机采样一致算法匹配两两图像，建立所述两两图像的匹配特征点对列表；

根据所述匹配特征点计算出摄像机的仿射矩阵，根据所述摄像机的仿射矩阵用最小本征法求解出向上矢量，根据所述向上矢量对所述图像进行水平拉直处理；

计算所述视频中所有图像在重叠区域内光强与增益乘积差值的总和，并求解得到每幅图像的增益系数，根据所述增益系数对所述每幅图像进行曝光补偿；

将每幅图像投影到同一个球面坐标系中，在重叠区域用多层混合(Multi-Band Blending)算法进行无缝拼接，生成拼接后的全景图；

其中，对所述图像水平拉直处理后进行曝光补偿。

本发明实施例还提供了一种红外视频拼接装置，所述装置包括矫正模块、匹配计算模块、水平拉直模块、曝光补偿模块和拼接模块；

所述矫正模块，用于计算出每个像素点的矫正系数，根据所述矫正系数对视频中每幅图像进行矫正预处理，并提取视频中每幅图像的特征点；

所述匹配计算模块，用于计算所述提取模块提取得到的每个特征点的描述符，根据所述特征点的描述符和随机采样一致算法匹配两两图像，建立所述两两图像的匹配特征点对列表；

所述水平拉直模块，用于根据所述匹配计算模块得到的所述匹配特征点计算出摄像机的仿射矩阵，根据所述摄像机的仿射矩阵用最小本征法求解出向上矢量，根据所述向上矢量对所述图像进行水平拉直处理；

所述曝光补偿模块，用于计算所述视频中所有图像在重叠区域内光强与增益乘积差值的总和，并求解得到每幅图像的增益系数，根据所述增益系数对所述每幅图像进行曝光补偿；

所述拼接模块，用于将所述水平拉直模块和所述曝光补偿模块处理得到的每幅图像投影到同一个球面坐标系中，在重叠区域用多层混合算法进行无缝拼接，生成拼接后的全景图。

有益效果如下：

本发明提供的视频拼接方案，通过对视频进行矫正操作和实时曝光补偿，对于多部红外摄像机间探头灵敏度差异所导致图像亮度强弱不同以及分布不均的问题进行了自动矫正，同时对于光照强度和物体辐射红外强度随时间变化所导致图像亮度不均的问题进行了曝光补偿，拼接的图像无拼缝、无重影，拼接效果最佳，真正实现了具有自动矫正和实时曝光补偿功能的多路红外视频全景拼接。

附图说明

下面将参照附图描述本发明的具体实施例，其中：

图1示出了本发明实施例一中红外视频拼接方法流程图；

图2示出了本发明实施例二中红外视频拼接方法流程图；

图3a和图3b示出了本发明实施例二中两幅图像采用加速鲁棒特征(SURF)算法分别提取到的特征点示意图；

图4a示出了本发明实施例二中利用KD树搜索得到的特征点匹配图；

图4b示出了本发明实施例二中最大数量随机采样一致处理后的特征点匹配图；

图5a示出了本发明实施例二中水平拉直前的全景图；

图5b示出了本发明实施例二中水平拉直后的全景图；

图6示出了本发明实施例二中曝光补偿处理后的效果图；

图7a示出了本发明实施例二中亮度矫正前的全景图；

图7b示出了本发明实施例二中亮度矫正后的全景图；