[发明专利]基于图像拼接的视频拼接装置及视频拼接方法

权利要求书

1.一种基于图像拼接的视频拼接方法，其特征在于，包括：获取待拼接的第一路视频和第二路视频；分别同时提取第一路视频、第二路视频的n帧图像中每一帧图像所对应的特征点；依次根据第一路视频的第i帧图像的特征点和第二路视频的第i帧图像的特征点对第一路视频的第i帧图像和第二路视频的第i帧图像进行拼接，以获得拼接后的视频；对拼接后的视频进行显示，其中，1≤i≤n，根据第一路视频的第i帧图像的特征点和第二路视频的第i帧图像的特征点对第一路视频的第i帧图像和第二路视频的第i帧图像进行拼接步骤包括：

对第一路视频的第i帧图像的特征点和第二路视频的第i帧图像的特征点进行粗匹配，以获得初始的特征点匹配对集合；

对初始的特征点匹配对集合进行细匹配得到内点集合；

根据内点集合计算得到变换矩阵；

利用变换矩阵将第一路视频的第i帧图像和第二路视频的第i帧图像分别投影到全景坐标系中；

对全景坐标系中的第一路视频的第i帧图像和第二路视频的第i帧图像进行融合，以获得拼接后的图像；

对初始的特征点匹配对集合进行细匹配得到内点集合步骤包括：

在初始的特征点匹配对集合中随机选取4个特征点匹配对；

计算4个特征点匹配对所对应的单应性矩阵；

计算初始的特征点匹配对集合中每一个特征点匹配对与单应性矩阵的投影误差，将投影误差小于设定的第二阈值的特征点匹配对形成的集合作为单应性矩阵的内点集合，其中，计算初始的特征点匹配对集合中每一个特征点匹配对与单应性矩阵的投影误差的公式为：

其中，(x_i,y_i)表示特征点匹配对中位于第一路视频的第i帧图像中的像素点的坐标，(x'_i,y_i')表示特征点匹配对中位于第二路视频的第i帧图像中的像素点的坐标，n表示初始的特征点匹配对集合中特征点匹配对的数目，表示单应性矩阵；

重复上面的步骤N次，以获得N个内点集合；

根据内点集合计算得到变换矩阵步骤包括：

分别计算每个内点集合中像素点在x方向的标准方差δ_x及y方向的标准方差δ_y；

根据下面公式计算每个内点集合所对应的评分系数s_i：

s_i＝n_iσ_xσ_y

其中，n_i表示第i个内点集合中特征点匹配对的数目，i为整数，1≤i≤N；

将评分系数s_i最高的内点集合所对应的单应性矩阵作为变换矩阵；

在分别同时提取第一路视频、第二路视频的n帧图像中每一帧图像所对应的特征点之后，依次将第一路视频、第二路视频的预定帧图像及第一路视频、第二路视频的预定帧图像中每一帧图像所对应的特征点存储于缓冲单元中；

在依次根据第一路视频的第i帧图像的特征点和第二路视频的第i帧图像的特征点对第一路视频的第i帧图像和第二路视频的第i帧图像进行拼接，以获得拼接后的视频之前，从缓冲单元中依次读取第一路视频、第二路视频的预定帧图像及第一路视频、第二路视频的预定帧图像中每一帧图像所对应的特征点。

2.根据权利要求1所述的视频拼接方法，其特征在于，对第一路视频的第i帧图像的特征点和第二路视频的第i帧图像的特征点进行粗匹配，以获得初始的特征点匹配对集合步骤包括：

利用最近邻匹配法在第二路视频的第i帧图像中找到与第一路视频的第i帧图像中的特征点P所匹配的特征点P'；

计算第一路视频的第i帧图像中的特征点M到特征点P的距离，将距离小于设定的第一阈值的特征点M形成的集合作为特征点P的邻域；

将第二路视频的第i帧图像中以特征点P'为圆心，以第一阈值为半径的区域作为特征点M的搜索区域，计算邻域中的每一个特征点M与搜索区域中的所有特征点M'的距离，将搜索区域中与特征点M的距离最短的特征点M'作为与特征点M匹配的特征点；

重复上面的步骤直至在第二路视频的第i帧图像中找到第一路视频的第i帧图像中所有特征点所匹配的特征点，以获得初始的特征点匹配对集合。