[发明专利]基于相机阵列的全景成像方法

说明书

本发明公开了一种基于相机阵列的全景成像方法，主要解决现有技术拼接场景较小且存在“鬼影”的问题。其方案是：1)使用阵列相机获取多幅图像，读入两幅图像分别提取SIFT特征，进行特征匹配查找，得到两幅图像的匹配点并进行筛选，计算最优变换矩阵，根据最优变换矩阵对图像进行变换，采用改进的最佳缝合线算法和加权平均融合算法对图像进行融合拼接；2)重复步骤1)直到完成上下两部分的图像拼接，使之作为待拼接图像，逆时针旋转90°后继续拼接，对结果顺时针旋转90°，得到最终拼接全景图像。本发明显著消除了“鬼影”现象，且得到全景图像视场大，分辨率高，更加贴近真实的全景图，可用于横竖两个方向更大场景图像的拼接。

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，特别涉及一种基于相机阵列的全景成像方法，可用于横竖两个方向更大场景图像的拼接。

背景技术

随着科学技术的发展，数字成像技术正在逐步迈上一个新的台阶，数字成像设备也开始被广泛应用于日常生活中，利用数码相机，手机等设备拍摄相片已成为人们日常生活中不可或缺的一部分，与此同时，单个相机成像的局限也在日益显现：在一些特殊的应用场景中，由于数字成像设备自身的限制，使得使用者的需求不能被很好地满足。例如，当人们要获得宽视场，高分辨率的图像时，很多时候只能采用广角相机，然而其昂贵的价格却使人望而却步。

为了解决上述问题，图像拼接技术应运而生。该技术可以将一系列有部分重叠边界的小视角图像根据相应算法进行匹配对准进而融合，最终拼接成一幅宽视角图像。

图像拼接技术最直接的应用就是手机自带的全景成像模式，然而其局限也显而易见：只能横拍或只能竖拍，最终得到的图像只有一个方向的延伸；同时，拍摄这样的图像需要手持拍摄时有极高的稳定度，否则会导致最终得到的图像产生变形，无法得到想要的效果，使得用户体验大打折扣。

维沃移动通信有限公司拥有的专利“一种全景拍照的方法及移动终端”(申请号201610515352.x，申请日2016.06.30，授权号CN 1059779156A，授权日2016.09.28)提出了一种全景拍照的方法及移动终端。该专利技术包括第一、第二和第三摄像头，通过在全景拍摄中控制三个摄像头获取三幅图像，同时进行图像拼接，生成目标全景图像，可在不水平旋转移动终端的情况下，一次拍照就获取到全景图像。该方法存在的不足之处是一次拍照仅能获取一个方向的图像，最终结果不能满足某些大场景拼接的需求。

发明内容

本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提出一种基于相机阵列的全景成像方法，以通过一次拍照同时获取横竖两个方向的图像，满足更大场景图像拼接的需求。

本发明的基本思路是：使用2×3阵列相机得到阵列图像，每两幅图像间都存在重叠区域，控制六个相机同步采集图像；对图像分别进行特征提取与两两匹配，最后进行图像融合完成拼接。其实现步骤如下：

(1)使用阵列相机完成多幅图像的同时采集，获取i幅图像，m≤i；

(2)读入两幅图像并分别提取尺度不变特征变换特征点，即SIFT特征点；

(3)对步骤(2)所得SIFT特征点进行特征匹配查找，得到每两幅图像的匹配点；

(4)对步骤(3)所得的每两幅图像匹配点进行筛选并计算最优变换矩阵H；

(5)根据步骤(4)所得最优变换矩阵对图像进行变换，并进行图像融合：

(5a)根据步骤(4)所得最优变换矩阵对输入两幅图像中的任意一幅进行变换，使得两幅图像位于同一坐标系中且两幅图像具有重叠区域；

(5b)对(5a)中变换到同一坐标系的两幅图像进行亮度校正，使两幅图像的亮度差异最小；

(5c)在配准的图像上寻找一条最佳缝合线；